sys/platform/pc64/x86_64/machdep.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1982, 1987, 1990 The Regents of the University of California.
   3  * Copyright (c) 1992 Terrence R. Lambert.
   4  * Copyright (c) 2003 Peter Wemm.
   5  * Copyright (c) 2008 The DragonFly Project.
   6  * All rights reserved.
   7  *
   8  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
   9  * William Jolitz.
  10  *
  11  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  12  * modification, are permitted provided that the following conditions
  13  * are met:
  14  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  16  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  18  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  19  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  20  *    must display the following acknowledgement:
  21  *      This product includes software developed by the University of
  22  *      California, Berkeley and its contributors.
  23  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  24  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  25  *    without specific prior written permission.
  26  *
  27  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  28  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  29  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  30  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  31  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  32  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  33  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  34  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  35  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  36  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  37  * SUCH DAMAGE.
  38  *
  39  * from: @(#)machdep.c  7.4 (Berkeley) 6/3/91
  40  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/machdep.c,v 1.385.2.30 2003/05/31 08:48:05 alc Exp $
  41  */
  42
  43 //#include "use_npx.h"
  44 #include "use_isa.h"
  45 #include "opt_cpu.h"
  46 #include "opt_ddb.h"
  47 #include "opt_inet.h"
  48 #include "opt_msgbuf.h"
  49 #include "opt_swap.h"
  50
  51 #include <sys/param.h>
  52 #include <sys/systm.h>
  53 #include <sys/sysproto.h>
  54 #include <sys/signalvar.h>
  55 #include <sys/kernel.h>
  56 #include <sys/linker.h>
  57 #include <sys/malloc.h>
  58 #include <sys/proc.h>
  59 #include <sys/priv.h>
  60 #include <sys/buf.h>
  61 #include <sys/reboot.h>
  62 #include <sys/mbuf.h>
  63 #include <sys/msgbuf.h>
  64 #include <sys/sysent.h>
  65 #include <sys/sysctl.h>
  66 #include <sys/vmmeter.h>
  67 #include <sys/bus.h>
  68 #include <sys/usched.h>
  69 #include <sys/reg.h>
  70 #include <sys/sbuf.h>
  71 #include <sys/ctype.h>
  72 #include <sys/serialize.h>
  73 #include <sys/systimer.h>
  74
  75 #include <vm/vm.h>
  76 #include <vm/vm_param.h>
  77 #include <sys/lock.h>
  78 #include <vm/vm_kern.h>
  79 #include <vm/vm_object.h>
  80 #include <vm/vm_page.h>
  81 #include <vm/vm_map.h>
  82 #include <vm/vm_pager.h>
  83 #include <vm/vm_extern.h>
  84
  85 #include <sys/thread2.h>
  86 #include <sys/mplock2.h>
  87 #include <sys/mutex2.h>
  88
  89 #include <sys/user.h>
  90 #include <sys/exec.h>
  91 #include <sys/cons.h>
  92
  93 #include <sys/efi.h>
  94
  95 #include <ddb/ddb.h>
  96
  97 #include <machine/cpu.h>
  98 #include <machine/clock.h>
  99 #include <machine/specialreg.h>
 100 #if 0 /* JG */
 101 #include <machine/bootinfo.h>
 102 #endif
 103 #include <machine/md_var.h>
 104 #include <machine/metadata.h>
 105 #include <machine/pc/bios.h>
 106 #include <machine/pcb_ext.h>            /* pcb.h included via sys/user.h */
 107 #include <machine/globaldata.h>         /* CPU_prvspace */
 108 #include <machine/smp.h>
 109 #include <machine/cputypes.h>
 110 #include <machine/intr_machdep.h>
 111 #include <machine/framebuffer.h>
 112
 113 #ifdef OLD_BUS_ARCH
 114 #include <bus/isa/isa_device.h>
 115 #endif
 116 #include <machine_base/isa/isa_intr.h>
 117 #include <bus/isa/rtc.h>
 118 #include <sys/random.h>
 119 #include <sys/ptrace.h>
 120 #include <machine/sigframe.h>
 121
 122 #include <sys/machintr.h>
 123 #include <machine_base/icu/icu_abi.h>
 124 #include <machine_base/icu/elcr_var.h>
 125 #include <machine_base/apic/lapic.h>
 126 #include <machine_base/apic/ioapic.h>
 127 #include <machine_base/apic/ioapic_abi.h>
 128 #include <machine/mptable.h>
 129
 130 #define PHYSMAP_ENTRIES         10
 131
 132 extern u_int64_t hammer_time(u_int64_t, u_int64_t);
 133
 134 extern void printcpuinfo(void); /* XXX header file */
 135 extern void identify_cpu(void);
 136 #if 0 /* JG */
 137 extern void finishidentcpu(void);
 138 #endif
 139 extern void panicifcpuunsupported(void);
 140
 141 static void cpu_startup(void *);
 142 static void pic_finish(void *);
 143 static void cpu_finish(void *);
 144
 145 static void set_fpregs_xmm(struct save87 *, struct savexmm *);
 146 static void fill_fpregs_xmm(struct savexmm *, struct save87 *);
 147 static void init_locks(void);
 148
 149 extern void pcpu_timer_always(struct intrframe *);
 150
 151 SYSINIT(cpu, SI_BOOT2_START_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL);
 152 SYSINIT(pic_finish, SI_BOOT2_FINISH_PIC, SI_ORDER_FIRST, pic_finish, NULL);
 153 SYSINIT(cpu_finish, SI_BOOT2_FINISH_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_finish, NULL);
 154
 155 #ifdef DDB
 156 extern vm_offset_t ksym_start, ksym_end;
 157 #endif
 158
 159 struct privatespace CPU_prvspace_bsp __aligned(4096);
 160 struct privatespace *CPU_prvspace[MAXCPU] = { &CPU_prvspace_bsp };
 161
 162 vm_paddr_t efi_systbl_phys;
 163 int     _udatasel, _ucodesel, _ucode32sel;
 164 u_long  atdevbase;
 165 int64_t tsc_offsets[MAXCPU];
 166 cpumask_t smp_idleinvl_mask;
 167 cpumask_t smp_idleinvl_reqs;
 168
 169 static int cpu_mwait_halt_global; /* MWAIT hint (EAX) or CPU_MWAIT_HINT_ */
 170
 171 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
 172 extern int swtch_optim_stats;
 173 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, swtch_optim_stats,
 174         CTLFLAG_RD, &swtch_optim_stats, 0, "");
 175 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tlb_flush_count,
 176         CTLFLAG_RD, &tlb_flush_count, 0, "");
 177 #endif
 178 SYSCTL_INT(_hw, OID_AUTO, cpu_mwait_halt,
 179         CTLFLAG_RD, &cpu_mwait_halt_global, 0, "");
 180 SYSCTL_INT(_hw, OID_AUTO, cpu_mwait_spin, CTLFLAG_RD, &cpu_mwait_spin, 0,
 181     "monitor/mwait target state");
 182
 183 #define CPU_MWAIT_HAS_CX        \
 184         ((cpu_feature2 & CPUID2_MON) && \
 185          (cpu_mwait_feature & CPUID_MWAIT_EXT))
 186
 187 #define CPU_MWAIT_CX_NAMELEN    16
 188
 189 #define CPU_MWAIT_C1            1
 190 #define CPU_MWAIT_C2            2
 191 #define CPU_MWAIT_C3            3
 192 #define CPU_MWAIT_CX_MAX        8
 193
 194 #define CPU_MWAIT_HINT_AUTO     -1      /* C1 and C2 */
 195 #define CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP -2      /* C3+ */
 196
 197 SYSCTL_NODE(_machdep, OID_AUTO, mwait, CTLFLAG_RW, 0, "MWAIT features");
 198 SYSCTL_NODE(_machdep_mwait, OID_AUTO, CX, CTLFLAG_RW, 0, "MWAIT Cx settings");
 199
 200 struct cpu_mwait_cx {
 201         int                     subcnt;
 202         char                    name[4];
 203         struct sysctl_ctx_list  sysctl_ctx;
 204         struct sysctl_oid       *sysctl_tree;
 205 };
 206 static struct cpu_mwait_cx      cpu_mwait_cx_info[CPU_MWAIT_CX_MAX];
 207 static char                     cpu_mwait_cx_supported[256];
 208
 209 static int                      cpu_mwait_c1_hints_cnt;
 210 static int                      cpu_mwait_hints_cnt;
 211 static int                      *cpu_mwait_hints;
 212
 213 static int                      cpu_mwait_deep_hints_cnt;
 214 static int                      *cpu_mwait_deep_hints;
 215
 216 #define CPU_IDLE_REPEAT_DEFAULT 750
 217
 218 static u_int                    cpu_idle_repeat = CPU_IDLE_REPEAT_DEFAULT;
 219 static u_long                   cpu_idle_repeat_max = CPU_IDLE_REPEAT_DEFAULT;
 220 static u_int                    cpu_mwait_repeat_shift = 1;
 221
 222 #define CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_ARB    0x1
 223 #define CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_STS    0x2
 224
 225 static int                      cpu_mwait_c3_preamble =
 226                                     CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_ARB |
 227                                     CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_STS;
 228
 229 SYSCTL_STRING(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, supported, CTLFLAG_RD,
 230     cpu_mwait_cx_supported, 0, "MWAIT supported C states");
 231 SYSCTL_INT(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, c3_preamble, CTLFLAG_RD,
 232     &cpu_mwait_c3_preamble, 0, "C3+ preamble mask");
 233
 234 static int      cpu_mwait_cx_select_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS,
 235                     int *, boolean_t);
 236 static int      cpu_mwait_cx_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
 237 static int      cpu_mwait_cx_pcpu_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
 238 static int      cpu_mwait_cx_spin_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
 239
 240 SYSCTL_PROC(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, idle, CTLTYPE_STRING|CTLFLAG_RW,
 241     NULL, 0, cpu_mwait_cx_idle_sysctl, "A", "");
 242 SYSCTL_PROC(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, spin, CTLTYPE_STRING|CTLFLAG_RW,
 243     NULL, 0, cpu_mwait_cx_spin_sysctl, "A", "");
 244 SYSCTL_UINT(_machdep_mwait_CX, OID_AUTO, repeat_shift, CTLFLAG_RW,
 245     &cpu_mwait_repeat_shift, 0, "");
 246
 247 long physmem = 0;
 248
 249 u_long ebda_addr = 0;
 250
 251 int imcr_present = 0;
 252
 253 int naps = 0; /* # of Applications processors */
 254
 255 u_int base_memory;
 256 struct mtx dt_lock;             /* lock for GDT and LDT */
 257
 258 static int
 259 sysctl_hw_physmem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 260 {
 261         u_long pmem = ctob(physmem);
 262
 263         int error = sysctl_handle_long(oidp, &pmem, 0, req);
 264         return (error);
 265 }
 266
 267 SYSCTL_PROC(_hw, HW_PHYSMEM, physmem, CTLTYPE_ULONG|CTLFLAG_RD,
 268         0, 0, sysctl_hw_physmem, "LU", "Total system memory in bytes (number of pages * page size)");
 269
 270 static int
 271 sysctl_hw_usermem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 272 {
 273         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 274                 ctob(physmem - vmstats.v_wire_count), req);
 275         return (error);
 276 }
 277
 278 SYSCTL_PROC(_hw, HW_USERMEM, usermem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 279         0, 0, sysctl_hw_usermem, "IU", "");
 280
 281 static int
 282 sysctl_hw_availpages(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 283 {
 284         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 285                 x86_64_btop(avail_end - avail_start), req);
 286         return (error);
 287 }
 288
 289 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, availpages, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 290         0, 0, sysctl_hw_availpages, "I", "");
 291
 292 vm_paddr_t Maxmem;
 293 vm_paddr_t Realmem;
 294
 295 /*
 296  * The number of PHYSMAP entries must be one less than the number of
 297  * PHYSSEG entries because the PHYSMAP entry that spans the largest
 298  * physical address that is accessible by ISA DMA is split into two
 299  * PHYSSEG entries.
 300  */
 301 vm_phystable_t phys_avail[VM_PHYSSEG_MAX + 1];
 302 vm_phystable_t dump_avail[VM_PHYSSEG_MAX + 1];
 303
 304 /* must be 1 less so 0 0 can signal end of chunks */
 305 #define PHYS_AVAIL_ARRAY_END (NELEM(phys_avail) - 1)
 306 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END (NELEM(dump_avail) - 1)
 307
 308 static vm_offset_t buffer_sva, buffer_eva;
 309 vm_offset_t clean_sva, clean_eva;
 310 static vm_offset_t pager_sva, pager_eva;
 311 static struct trapframe proc0_tf;
 312
 313 static void
 314 cpu_startup(void *dummy)
 315 {
 316         caddr_t v;
 317         vm_size_t size = 0;
 318         vm_offset_t firstaddr;
 319
 320         /*
 321          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
 322          */
 323         kprintf("%s", version);
 324         startrtclock();
 325         printcpuinfo();
 326         panicifcpuunsupported();
 327         kprintf("real memory  = %ju (%ju MB)\n",
 328                 (intmax_t)Realmem,
 329                 (intmax_t)Realmem / 1024 / 1024);
 330         /*
 331          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
 332          */
 333         if (bootverbose) {
 334                 int indx;
 335
 336                 kprintf("Physical memory chunk(s):\n");
 337                 for (indx = 0; phys_avail[indx].phys_end != 0; ++indx) {
 338                         vm_paddr_t size1;
 339
 340                         size1 = phys_avail[indx].phys_end -
 341                                 phys_avail[indx].phys_beg;
 342
 343                         kprintf("0x%08jx - 0x%08jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
 344                                 (intmax_t)phys_avail[indx].phys_beg,
 345                                 (intmax_t)phys_avail[indx].phys_end - 1,
 346                                 (intmax_t)size1,
 347                                 (intmax_t)(size1 / PAGE_SIZE));
 348                 }
 349         }
 350
 351         /*
 352          * Allocate space for system data structures.
 353          * The first available kernel virtual address is in "v".
 354          * As pages of kernel virtual memory are allocated, "v" is incremented.
 355          * As pages of memory are allocated and cleared,
 356          * "firstaddr" is incremented.
 357          * An index into the kernel page table corresponding to the
 358          * virtual memory address maintained in "v" is kept in "mapaddr".
 359          */
 360
 361         /*
 362          * Make two passes.  The first pass calculates how much memory is
 363          * needed and allocates it.  The second pass assigns virtual
 364          * addresses to the various data structures.
 365          */
 366         firstaddr = 0;
 367 again:
 368         v = (caddr_t)firstaddr;
 369
 370 #define valloc(name, type, num) \
 371             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((name)+(num))
 372 #define valloclim(name, type, num, lim) \
 373             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((lim) = ((name)+(num)))
 374
 375         /*
 376          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is MAXBSIZE.
 377          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
 378          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
 379          * buffers to cover 1/20 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
 380          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
 381          * maxbcache bytes.
 382          *
 383          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
 384          */
 385         if (nbuf == 0) {
 386                 long factor = 4 * NBUFCALCSIZE / 1024;
 387                 long kbytes = physmem * (PAGE_SIZE / 1024);
 388
 389                 nbuf = 50;
 390                 if (kbytes > 4096)
 391                         nbuf += min((kbytes - 4096) / factor, 65536 / factor);
 392                 if (kbytes > 65536)
 393                         nbuf += (kbytes - 65536) * 2 / (factor * 5);
 394                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / NBUFCALCSIZE)
 395                         nbuf = maxbcache / NBUFCALCSIZE;
 396         }
 397
 398         /*
 399          * Do not allow the buffer_map to be more then 1/2 the size of the
 400          * kernel_map.
 401          */
 402         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start +
 403                     virtual2_end - virtual2_start) / (MAXBSIZE * 2)) {
 404                 nbuf = (virtual_end - virtual_start +
 405                         virtual2_end - virtual2_start) / (MAXBSIZE * 2);
 406                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to kvm\n", nbuf);
 407         }
 408
 409         /*
 410          * Do not allow the buffer_map to use more than 50% of available
 411          * physical-equivalent memory.  Since the VM pages which back
 412          * individual buffers are typically wired, having too many bufs
 413          * can prevent the system from paging properly.
 414          */
 415         if (nbuf > physmem * PAGE_SIZE / (NBUFCALCSIZE * 2)) {
 416                 nbuf = physmem * PAGE_SIZE / (NBUFCALCSIZE * 2);
 417                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to physmem\n", nbuf);
 418         }
 419
 420         /*
 421          * Do not allow the sizeof(struct buf) * nbuf to exceed half of
 422          * the valloc space which is just the virtual_end - virtual_start
 423          * section.  We use valloc() to allocate the buf header array.
 424          */
 425         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start) / sizeof(struct buf) / 2) {
 426                 nbuf = (virtual_end - virtual_start) /
 427                        sizeof(struct buf) / 2;
 428                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to valloc "
 429                         "considerations\n", nbuf);
 430         }
 431
 432         nswbuf_mem = lmax(lmin(nbuf / 32, 512), 8);
 433 #ifdef NSWBUF_MIN
 434         if (nswbuf_mem < NSWBUF_MIN)
 435                 nswbuf_mem = NSWBUF_MIN;
 436 #endif
 437         nswbuf_kva = lmax(lmin(nbuf / 4, 512), 16);
 438 #ifdef NSWBUF_MIN
 439         if (nswbuf_kva < NSWBUF_MIN)
 440                 nswbuf_kva = NSWBUF_MIN;
 441 #endif
 442
 443         valloc(swbuf_mem, struct buf, nswbuf_mem);
 444         valloc(swbuf_kva, struct buf, nswbuf_kva);
 445         valloc(buf, struct buf, nbuf);
 446
 447         /*
 448          * End of first pass, size has been calculated so allocate memory
 449          */
 450         if (firstaddr == 0) {
 451                 size = (vm_size_t)(v - firstaddr);
 452                 firstaddr = kmem_alloc(&kernel_map, round_page(size),
 453                                        VM_SUBSYS_BUF);
 454                 if (firstaddr == 0)
 455                         panic("startup: no room for tables");
 456                 goto again;
 457         }
 458
 459         /*
 460          * End of second pass, addresses have been assigned
 461          *
 462          * nbuf is an int, make sure we don't overflow the field.
 463          *
 464          * On 64-bit systems we always reserve maximal allocations for
 465          * buffer cache buffers and there are no fragmentation issues,
 466          * so the KVA segment does not have to be excessively oversized.
 467          */
 468         if ((vm_size_t)(v - firstaddr) != size)
 469                 panic("startup: table size inconsistency");
 470
 471         kmem_suballoc(&kernel_map, &clean_map, &clean_sva, &clean_eva,
 472                       ((vm_offset_t)(nbuf + 16) * MAXBSIZE) +
 473                       ((nswbuf_mem + nswbuf_kva) * MAXPHYS) + pager_map_size);
 474         kmem_suballoc(&clean_map, &buffer_map, &buffer_sva, &buffer_eva,
 475                       ((vm_offset_t)(nbuf + 16) * MAXBSIZE));
 476         buffer_map.system_map = 1;
 477         kmem_suballoc(&clean_map, &pager_map, &pager_sva, &pager_eva,
 478                       ((vm_offset_t)(nswbuf_mem + nswbuf_kva) * MAXPHYS) +
 479                       pager_map_size);
 480         pager_map.system_map = 1;
 481         kprintf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
 482                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count + vmstats.v_dma_pages),
 483                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count + vmstats.v_dma_pages) /
 484                 1024 / 1024);
 485 }
 486
 487 struct cpu_idle_stat {
 488         int     hint;
 489         int     reserved;
 490         u_long  halt;
 491         u_long  spin;
 492         u_long  repeat;
 493         u_long  repeat_last;
 494         u_long  repeat_delta;
 495         u_long  mwait_cx[CPU_MWAIT_CX_MAX];
 496 } __cachealign;
 497
 498 #define CPU_IDLE_STAT_HALT      -1
 499 #define CPU_IDLE_STAT_SPIN      -2
 500
 501 static struct cpu_idle_stat     cpu_idle_stats[MAXCPU];
 502
 503 static int
 504 sysctl_cpu_idle_cnt(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 505 {
 506         int idx = arg2, cpu, error;
 507         u_long val = 0;
 508
 509         if (idx == CPU_IDLE_STAT_HALT) {
 510                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 511                         val += cpu_idle_stats[cpu].halt;
 512         } else if (idx == CPU_IDLE_STAT_SPIN) {
 513                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 514                         val += cpu_idle_stats[cpu].spin;
 515         } else {
 516                 KASSERT(idx >= 0 && idx < CPU_MWAIT_CX_MAX,
 517                     ("invalid index %d", idx));
 518                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 519                         val += cpu_idle_stats[cpu].mwait_cx[idx];
 520         }
 521
 522         error = sysctl_handle_quad(oidp, &val, 0, req);
 523         if (error || req->newptr == NULL)
 524                 return error;
 525
 526         if (idx == CPU_IDLE_STAT_HALT) {
 527                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 528                         cpu_idle_stats[cpu].halt = 0;
 529                 cpu_idle_stats[0].halt = val;
 530         } else if (idx == CPU_IDLE_STAT_SPIN) {
 531                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 532                         cpu_idle_stats[cpu].spin = 0;
 533                 cpu_idle_stats[0].spin = val;
 534         } else {
 535                 KASSERT(idx >= 0 && idx < CPU_MWAIT_CX_MAX,
 536                     ("invalid index %d", idx));
 537                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu)
 538                         cpu_idle_stats[cpu].mwait_cx[idx] = 0;
 539                 cpu_idle_stats[0].mwait_cx[idx] = val;
 540         }
 541         return 0;
 542 }
 543
 544 static void
 545 cpu_mwait_attach(void)
 546 {
 547         struct sbuf sb;
 548         int hint_idx, i;
 549
 550         if (!CPU_MWAIT_HAS_CX)
 551                 return;
 552
 553         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_INTEL &&
 554             (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) > 0xf ||
 555              (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) == 0x6 &&
 556               CPUID_TO_MODEL(cpu_id) >= 0xf))) {
 557                 int bm_sts = 1;
 558
 559                 /*
 560                  * Pentium dual-core, Core 2 and beyond do not need any
 561                  * additional activities to enter deep C-state, i.e. C3(+).
 562                  */
 563                 cpu_mwait_cx_no_bmarb();
 564
 565                 TUNABLE_INT_FETCH("machdep.cpu.mwait.bm_sts", &bm_sts);
 566                 if (!bm_sts)
 567                         cpu_mwait_cx_no_bmsts();
 568         }
 569
 570         sbuf_new(&sb, cpu_mwait_cx_supported,
 571             sizeof(cpu_mwait_cx_supported), SBUF_FIXEDLEN);
 572
 573         for (i = 0; i < CPU_MWAIT_CX_MAX; ++i) {
 574                 struct cpu_mwait_cx *cx = &cpu_mwait_cx_info[i];
 575                 int sub;
 576
 577                 ksnprintf(cx->name, sizeof(cx->name), "C%d", i);
 578
 579                 sysctl_ctx_init(&cx->sysctl_ctx);
 580                 cx->sysctl_tree = SYSCTL_ADD_NODE(&cx->sysctl_ctx,
 581                     SYSCTL_STATIC_CHILDREN(_machdep_mwait), OID_AUTO,
 582                     cx->name, CTLFLAG_RW, NULL, "Cx control/info");
 583                 if (cx->sysctl_tree == NULL)
 584                         continue;
 585
 586                 cx->subcnt = CPUID_MWAIT_CX_SUBCNT(cpu_mwait_extemu, i);
 587                 SYSCTL_ADD_INT(&cx->sysctl_ctx,
 588                     SYSCTL_CHILDREN(cx->sysctl_tree), OID_AUTO,
 589                     "subcnt", CTLFLAG_RD, &cx->subcnt, 0,
 590                     "sub-state count");
 591                 SYSCTL_ADD_PROC(&cx->sysctl_ctx,
 592                     SYSCTL_CHILDREN(cx->sysctl_tree), OID_AUTO,
 593                     "entered", (CTLTYPE_QUAD | CTLFLAG_RW), 0,
 594                     i, sysctl_cpu_idle_cnt, "Q", "# of times entered");
 595
 596                 for (sub = 0; sub < cx->subcnt; ++sub)
 597                         sbuf_printf(&sb, "C%d/%d ", i, sub);
 598         }
 599         sbuf_trim(&sb);
 600         sbuf_finish(&sb);
 601
 602         /*
 603          * Non-deep C-states
 604          */
 605         cpu_mwait_c1_hints_cnt = cpu_mwait_cx_info[CPU_MWAIT_C1].subcnt;
 606         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_C3; ++i)
 607                 cpu_mwait_hints_cnt += cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 608         cpu_mwait_hints = kmalloc(sizeof(int) * cpu_mwait_hints_cnt,
 609                                   M_DEVBUF, M_WAITOK);
 610
 611         hint_idx = 0;
 612         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_C3; ++i) {
 613                 int j, subcnt;
 614
 615                 subcnt = cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 616                 for (j = 0; j < subcnt; ++j) {
 617                         KASSERT(hint_idx < cpu_mwait_hints_cnt,
 618                             ("invalid mwait hint index %d", hint_idx));
 619                         cpu_mwait_hints[hint_idx] = MWAIT_EAX_HINT(i, j);
 620                         ++hint_idx;
 621                 }
 622         }
 623         KASSERT(hint_idx == cpu_mwait_hints_cnt,
 624             ("mwait hint count %d != index %d",
 625              cpu_mwait_hints_cnt, hint_idx));
 626
 627         if (bootverbose) {
 628                 kprintf("MWAIT hints (%d C1 hints):\n", cpu_mwait_c1_hints_cnt);
 629                 for (i = 0; i < cpu_mwait_hints_cnt; ++i) {
 630                         int hint = cpu_mwait_hints[i];
 631
 632                         kprintf("  C%d/%d hint 0x%04x\n",
 633                             MWAIT_EAX_TO_CX(hint), MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint),
 634                             hint);
 635                 }
 636         }
 637
 638         /*
 639          * Deep C-states
 640          */
 641         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_CX_MAX; ++i)
 642                 cpu_mwait_deep_hints_cnt += cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 643         cpu_mwait_deep_hints = kmalloc(sizeof(int) * cpu_mwait_deep_hints_cnt,
 644             M_DEVBUF, M_WAITOK);
 645
 646         hint_idx = 0;
 647         for (i = CPU_MWAIT_C1; i < CPU_MWAIT_CX_MAX; ++i) {
 648                 int j, subcnt;
 649
 650                 subcnt = cpu_mwait_cx_info[i].subcnt;
 651                 for (j = 0; j < subcnt; ++j) {
 652                         KASSERT(hint_idx < cpu_mwait_deep_hints_cnt,
 653                             ("invalid mwait deep hint index %d", hint_idx));
 654                         cpu_mwait_deep_hints[hint_idx] = MWAIT_EAX_HINT(i, j);
 655                         ++hint_idx;
 656                 }
 657         }
 658         KASSERT(hint_idx == cpu_mwait_deep_hints_cnt,
 659             ("mwait deep hint count %d != index %d",
 660              cpu_mwait_deep_hints_cnt, hint_idx));
 661
 662         if (bootverbose) {
 663                 kprintf("MWAIT deep hints:\n");
 664                 for (i = 0; i < cpu_mwait_deep_hints_cnt; ++i) {
 665                         int hint = cpu_mwait_deep_hints[i];
 666
 667                         kprintf("  C%d/%d hint 0x%04x\n",
 668                             MWAIT_EAX_TO_CX(hint), MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint),
 669                             hint);
 670                 }
 671         }
 672         cpu_idle_repeat_max = 256 * cpu_mwait_deep_hints_cnt;
 673
 674         for (i = 0; i < ncpus; ++i) {
 675                 char name[16];
 676
 677                 ksnprintf(name, sizeof(name), "idle%d", i);
 678                 SYSCTL_ADD_PROC(NULL,
 679                     SYSCTL_STATIC_CHILDREN(_machdep_mwait_CX), OID_AUTO,
 680                     name, (CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RW), &cpu_idle_stats[i],
 681                     0, cpu_mwait_cx_pcpu_idle_sysctl, "A", "");
 682         }
 683 }
 684
 685 static void
 686 cpu_finish(void *dummy __unused)
 687 {
 688         cpu_setregs();
 689         cpu_mwait_attach();
 690 }
 691
 692 static void
 693 pic_finish(void *dummy __unused)
 694 {
 695         /* Log ELCR information */
 696         elcr_dump();
 697
 698         /* Log MPTABLE information */
 699         mptable_pci_int_dump();
 700
 701         /* Finalize PCI */
 702         MachIntrABI.finalize();
 703 }
 704
 705 /*
 706  * Send an interrupt to process.
 707  *
 708  * Stack is set up to allow sigcode stored
 709  * at top to call routine, followed by kcall
 710  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
 711  * resets the signal mask, the stack, and the
 712  * frame pointer, it returns to the user
 713  * specified pc, psl.
 714  */
 715 void
 716 sendsig(sig_t catcher, int sig, sigset_t *mask, u_long code)
 717 {
 718         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 719         struct proc *p = lp->lwp_proc;
 720         struct trapframe *regs;
 721         struct sigacts *psp = p->p_sigacts;
 722         struct sigframe sf, *sfp;
 723         int oonstack;
 724         char *sp;
 725
 726         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 727         oonstack = (lp->lwp_sigstk.ss_flags & SS_ONSTACK) ? 1 : 0;
 728
 729         /* Save user context */
 730         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
 731         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
 732         sf.sf_uc.uc_stack = lp->lwp_sigstk;
 733         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = oonstack;
 734         KKASSERT(__offsetof(struct trapframe, tf_rdi) == 0);
 735         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(struct trapframe));
 736
 737         /* Make the size of the saved context visible to userland */
 738         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext);
 739
 740         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
 741         if ((lp->lwp_flags & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
 742             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
 743                 sp = (char *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp + lp->lwp_sigstk.ss_size -
 744                               sizeof(struct sigframe));
 745                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 746         } else {
 747                 /* We take red zone into account */
 748                 sp = (char *)regs->tf_rsp - sizeof(struct sigframe) - 128;
 749         }
 750
 751         /*
 752          * XXX AVX needs 64-byte alignment but sigframe has other fields and
 753          * the embedded ucontext is not at the front, so aligning this won't
 754          * help us.  Fortunately we bcopy in/out of the sigframe, so the
 755          * kernel is ok.
 756          *
 757          * The problem though is if userland winds up trying to use the
 758          * context directly.
 759          */
 760         sfp = (struct sigframe *)((intptr_t)sp & ~(intptr_t)0xF);
 761
 762         /* Translate the signal is appropriate */
 763         if (p->p_sysent->sv_sigtbl) {
 764                 if (sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
 765                         sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
 766         }
 767
 768         /*
 769          * Build the argument list for the signal handler.
 770          *
 771          * Arguments are in registers (%rdi, %rsi, %rdx, %rcx)
 772          */
 773         regs->tf_rdi = sig;                             /* argument 1 */
 774         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc;         /* argument 3 */
 775
 776         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
 777                 /*
 778                  * Signal handler installed with SA_SIGINFO.
 779                  *
 780                  * action(signo, siginfo, ucontext)
 781                  */
 782                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* argument 2 */
 783                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
 784                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
 785
 786                 /* fill siginfo structure */
 787                 sf.sf_si.si_signo = sig;
 788                 sf.sf_si.si_code = code;
 789                 sf.sf_si.si_addr = (void *)regs->tf_addr;
 790         } else {
 791                 /*
 792                  * Old FreeBSD-style arguments.
 793                  *
 794                  * handler (signo, code, [uc], addr)
 795                  */
 796                 regs->tf_rsi = (register_t)code;        /* argument 2 */
 797                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
 798                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
 799         }
 800
 801         /*
 802          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
 803          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
 804          * eflags.
 805          */
 806 #if 0 /* JG */
 807         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
 808                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 809                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 810
 811                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
 812                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
 813                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
 814                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
 815
 816                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
 817                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
 818                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
 819                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
 820
 821                 /*
 822                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
 823                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
 824                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
 825                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
 826                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
 827                  */
 828                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
 829         }
 830 #endif
 831
 832         /*
 833          * Save the FPU state and reinit the FP unit
 834          */
 835         npxpush(&sf.sf_uc.uc_mcontext);
 836
 837         /*
 838          * Copy the sigframe out to the user's stack.
 839          */
 840         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
 841                 /*
 842                  * Something is wrong with the stack pointer.
 843                  * ...Kill the process.
 844                  */
 845                 sigexit(lp, SIGILL);
 846         }
 847
 848         regs->tf_rsp = (register_t)sfp;
 849         regs->tf_rip = trunc_page64(PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode));
 850         regs->tf_rip -= SZSIGCODE_EXTRA_BYTES;
 851
 852         /*
 853          * i386 abi specifies that the direction flag must be cleared
 854          * on function entry
 855          */
 856         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T | PSL_D);
 857
 858         /*
 859          * 64 bit mode has a code and stack selector but
 860          * no data or extra selector.  %fs and %gs are not
 861          * stored in-context.
 862          */
 863         regs->tf_cs = _ucodesel;
 864         regs->tf_ss = _udatasel;
 865         clear_quickret();
 866 }
 867
 868 /*
 869  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
 870  * VM context.  Remove any items that would otherwise create a privilage
 871  * issue.
 872  *
 873  * XXX at the moment we allow userland to set the resume flag.  Is this a
 874  * bad idea?
 875  */
 876 int
 877 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
 878 {
 879         frame->tf_cs = _ucodesel;
 880         frame->tf_ss = _udatasel;
 881         /* XXX VM (8086) mode not supported? */
 882         frame->tf_rflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE | PSL_VM_UNSUPP);
 883         frame->tf_rflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
 884
 885         return(0);
 886 }
 887
 888 /*
 889  * Sanitize the tls so loading the descriptor does not blow up
 890  * on us.  For x86_64 we don't have to do anything.
 891  */
 892 int
 893 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
 894 {
 895         return(0);
 896 }
 897
 898 /*
 899  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
 900  *
 901  * System call to cleanup state after a signal
 902  * has been taken.  Reset signal mask and
 903  * stack state from context left by sendsig (above).
 904  * Return to previous pc and psl as specified by
 905  * context left by sendsig. Check carefully to
 906  * make sure that the user has not modified the
 907  * state to gain improper privileges.
 908  *
 909  * MPSAFE
 910  */
 911 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
 912 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
 913
 914 int
 915 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
 916 {
 917         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 918         struct trapframe *regs;
 919         ucontext_t uc;
 920         ucontext_t *ucp;
 921         register_t rflags;
 922         int cs;
 923         int error;
 924
 925         /*
 926          * We have to copy the information into kernel space so userland
 927          * can't modify it while we are sniffing it.
 928          */
 929         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 930         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
 931         if (error)
 932                 return (error);
 933         ucp = &uc;
 934         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
 935
 936         /* VM (8086) mode not supported */
 937         rflags &= ~PSL_VM_UNSUPP;
 938
 939 #if 0 /* JG */
 940         if (eflags & PSL_VM) {
 941                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 942                 struct vm86_kernel *vm86;
 943
 944                 /*
 945                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
 946                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
 947                  */
 948                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
 949                         return (EINVAL);
 950                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 951                 if (vm86->vm86_inited == 0)
 952                         return (EINVAL);
 953
 954                 /* go back to user mode if both flags are set */
 955                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
 956                         trapsignal(lp, SIGBUS, 0);
 957
 958                 if (vm86->vm86_has_vme) {
 959                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
 960                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
 961                 } else {
 962                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
 963                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |
 964                             (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
 965                 }
 966                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
 967                 tf->tf_eflags = eflags;
 968                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
 969                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
 970                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
 971                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
 972                 tf->tf_ds = _udatasel;
 973                 tf->tf_es = _udatasel;
 974                 tf->tf_fs = _udatasel;
 975                 tf->tf_gs = _udatasel;
 976         } else
 977 #endif
 978         {
 979                 /*
 980                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
 981                  */
 982                 /*
 983                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
 984                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
 985                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
 986                  * the signal context during signal handling and there is no
 987                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
 988                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
 989                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
 990                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
 991                  */
 992                 if (!EFL_SECURE(rflags & ~PSL_RF, regs->tf_rflags & ~PSL_RF)) {
 993                         kprintf("sigreturn: rflags = 0x%lx\n", (long)rflags);
 994                         return(EINVAL);
 995                 }
 996
 997                 /*
 998                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
 999                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
1000                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
1001                  */
1002                 cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
1003                 if (!CS_SECURE(cs)) {
1004                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
1005                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
1006                         return(EINVAL);
1007                 }
1008                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(struct trapframe));
1009         }
1010
1011         /*
1012          * Restore the FPU state from the frame
1013          */
1014         crit_enter();
1015         npxpop(&ucp->uc_mcontext);
1016
1017         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
1018                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
1019         else
1020                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
1021
1022         lp->lwp_sigmask = ucp->uc_sigmask;
1023         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
1024         clear_quickret();
1025         crit_exit();
1026         return(EJUSTRETURN);
1027 }
1028
1029 /*
1030  * Machine dependent boot() routine
1031  *
1032  * I haven't seen anything to put here yet
1033  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
1034  */
1035 void
1036 cpu_boot(int howto)
1037 {
1038 }
1039
1040 /*
1041  * Shutdown the CPU as much as possible
1042  */
1043 void
1044 cpu_halt(void)
1045 {
1046         for (;;)
1047                 __asm__ __volatile("hlt");
1048 }
1049
1050 /*
1051  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
1052  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
1053  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
1054  *
1055  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
1056  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
1057  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own
1058  * critical section.
1059  *
1060  * NOTE: On an SMP system we rely on a scheduler IPI to wake a HLTed cpu up.
1061  *       However, there are cases where the idlethread will be entered with
1062  *       the possibility that no IPI will occur and in such cases
1063  *       lwkt_switch() sets TDF_IDLE_NOHLT.
1064  *
1065  * NOTE: cpu_idle_repeat determines how many entries into the idle thread
1066  *       must occur before it starts using ACPI halt.
1067  *
1068  * NOTE: Value overridden in hammer_time().
1069  */
1070 static int      cpu_idle_hlt = 2;
1071 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
1072     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
1073 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_repeat, CTLFLAG_RW,
1074     &cpu_idle_repeat, 0, "Idle entries before acpi hlt");
1075
1076 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, (CTLTYPE_QUAD | CTLFLAG_RW),
1077     0, CPU_IDLE_STAT_HALT, sysctl_cpu_idle_cnt, "Q", "Idle loop entry halts");
1078 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, (CTLTYPE_QUAD | CTLFLAG_RW),
1079     0, CPU_IDLE_STAT_SPIN, sysctl_cpu_idle_cnt, "Q", "Idle loop entry spins");
1080
1081 static void
1082 cpu_idle_default_hook(void)
1083 {
1084         /*
1085          * We must guarentee that hlt is exactly the instruction
1086          * following the sti.
1087          */
1088         __asm __volatile("sti; hlt");
1089 }
1090
1091 /* Other subsystems (e.g., ACPI) can hook this later. */
1092 void (*cpu_idle_hook)(void) = cpu_idle_default_hook;
1093
1094 static __inline int
1095 cpu_mwait_cx_hint(struct cpu_idle_stat *stat)
1096 {
1097         int hint, cx_idx;
1098         u_int idx;
1099
1100         hint = stat->hint;
1101         if (hint >= 0)
1102                 goto done;
1103
1104         idx = (stat->repeat + stat->repeat_last + stat->repeat_delta) >>
1105             cpu_mwait_repeat_shift;
1106         if (idx >= cpu_mwait_c1_hints_cnt) {
1107                 /* Step up faster, once we walked through all C1 states */
1108                 stat->repeat_delta += 1 << (cpu_mwait_repeat_shift + 1);
1109         }
1110         if (hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP) {
1111                 if (idx >= cpu_mwait_deep_hints_cnt)
1112                         idx = cpu_mwait_deep_hints_cnt - 1;
1113                 hint = cpu_mwait_deep_hints[idx];
1114         } else {
1115                 if (idx >= cpu_mwait_hints_cnt)
1116                         idx = cpu_mwait_hints_cnt - 1;
1117                 hint = cpu_mwait_hints[idx];
1118         }
1119 done:
1120         cx_idx = MWAIT_EAX_TO_CX(hint);
1121         if (cx_idx >= 0 && cx_idx < CPU_MWAIT_CX_MAX)
1122                 stat->mwait_cx[cx_idx]++;
1123         return hint;
1124 }
1125
1126 void
1127 cpu_idle(void)
1128 {
1129         globaldata_t gd = mycpu;
1130         struct cpu_idle_stat *stat = &cpu_idle_stats[gd->gd_cpuid];
1131         struct thread *td __debugvar = gd->gd_curthread;
1132         int reqflags;
1133         int quick;
1134
1135         stat->repeat = stat->repeat_last = cpu_idle_repeat_max;
1136
1137         crit_exit();
1138         KKASSERT(td->td_critcount == 0);
1139
1140         for (;;) {
1141                 /*
1142                  * See if there are any LWKTs ready to go.
1143                  */
1144                 lwkt_switch();
1145
1146                 /*
1147                  * When halting inside a cli we must check for reqflags
1148                  * races, particularly [re]schedule requests.  Running
1149                  * splz() does the job.
1150                  *
1151                  * cpu_idle_hlt:
1152                  *      0       Never halt, just spin
1153                  *
1154                  *      1       Always use MONITOR/MWAIT if avail, HLT
1155                  *              otherwise.
1156                  *
1157                  *              Better default for modern (Haswell+) Intel
1158                  *              cpus.
1159                  *
1160                  *      2       Use HLT/MONITOR/MWAIT up to a point and then
1161                  *              use the ACPI halt (default).  This is a hybrid
1162                  *              approach.  See machdep.cpu_idle_repeat.
1163                  *
1164                  *              Better default for modern AMD cpus and older
1165                  *              Intel cpus.
1166                  *
1167                  *      3       Always use the ACPI halt.  This typically
1168                  *              eats the least amount of power but the cpu
1169                  *              will be slow waking up.  Slows down e.g.
1170                  *              compiles and other pipe/event oriented stuff.
1171                  *
1172                  *              Usually the best default for AMD cpus.
1173                  *
1174                  *      4       Always use HLT.
1175                  *
1176                  *      5       Always spin.
1177                  *
1178                  * NOTE: Interrupts are enabled and we are not in a critical
1179                  *       section.
1180                  *
1181                  * NOTE: Preemptions do not reset gd_idle_repeat.   Also we
1182                  *       don't bother capping gd_idle_repeat, it is ok if
1183                  *       it overflows.
1184                  *
1185                  * Implement optimized invltlb operations when halted
1186                  * in idle.  By setting the bit in smp_idleinvl_mask
1187                  * we inform other cpus that they can set _reqs to
1188                  * request an invltlb.  Current the code to do that
1189                  * sets the bits in _reqs anyway, but then check _mask
1190                  * to determine if they can assume the invltlb will execute.
1191                  *
1192                  * A critical section is required to ensure that interrupts
1193                  * do not fully run until after we've had a chance to execute
1194                  * the request.
1195                  */
1196                 if (gd->gd_idle_repeat == 0) {
1197                         stat->repeat = (stat->repeat + stat->repeat_last) >> 1;
1198                         if (stat->repeat > cpu_idle_repeat_max)
1199                                 stat->repeat = cpu_idle_repeat_max;
1200                         stat->repeat_last = 0;
1201                         stat->repeat_delta = 0;
1202                 }
1203                 ++stat->repeat_last;
1204
1205                 ++gd->gd_idle_repeat;
1206                 reqflags = gd->gd_reqflags;
1207                 quick = (cpu_idle_hlt == 1) ||
1208                         (cpu_idle_hlt == 2 &&
1209                          gd->gd_idle_repeat < cpu_idle_repeat);
1210
1211                 if (quick && (cpu_mi_feature & CPU_MI_MONITOR) &&
1212                     (reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
1213                         splz(); /* XXX */
1214                         crit_enter_gd(gd);
1215                         ATOMIC_CPUMASK_ORBIT(smp_idleinvl_mask, gd->gd_cpuid);
1216                         cpu_mmw_pause_int(&gd->gd_reqflags, reqflags,
1217                             cpu_mwait_cx_hint(stat), 0);
1218                         stat->halt++;
1219                         ATOMIC_CPUMASK_NANDBIT(smp_idleinvl_mask, gd->gd_cpuid);
1220                         if (ATOMIC_CPUMASK_TESTANDCLR(smp_idleinvl_reqs,
1221                                                       gd->gd_cpuid)) {
1222                                 cpu_invltlb();
1223                                 cpu_mfence();
1224                         }
1225                         crit_exit_gd(gd);
1226                 } else if (cpu_idle_hlt) {
1227                         __asm __volatile("cli");
1228                         splz();
1229                         crit_enter_gd(gd);
1230                         ATOMIC_CPUMASK_ORBIT(smp_idleinvl_mask, gd->gd_cpuid);
1231                         if ((gd->gd_reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
1232                                 if (cpu_idle_hlt == 5) {
1233                                         __asm __volatile("sti");
1234                                 } else if (quick || cpu_idle_hlt == 4) {
1235                                         cpu_idle_default_hook();
1236                                 } else {
1237                                         cpu_idle_hook();
1238                                 }
1239                         }
1240                         __asm __volatile("sti");
1241                         stat->halt++;
1242                         ATOMIC_CPUMASK_NANDBIT(smp_idleinvl_mask, gd->gd_cpuid);
1243                         if (ATOMIC_CPUMASK_TESTANDCLR(smp_idleinvl_reqs,
1244                                                       gd->gd_cpuid)) {
1245                                 cpu_invltlb();
1246                                 cpu_mfence();
1247                         }
1248                         crit_exit_gd(gd);
1249                 } else {
1250                         splz();
1251                         __asm __volatile("sti");
1252                         stat->spin++;
1253                         crit_enter_gd(gd);
1254                         crit_exit_gd(gd);
1255                 }
1256         }
1257 }
1258
1259 /*
1260  * Called in a loop indirectly via Xcpustop
1261  */
1262 void
1263 cpu_smp_stopped(void)
1264 {
1265         globaldata_t gd = mycpu;
1266         volatile __uint64_t *ptr;
1267         __uint64_t ovalue;
1268
1269         ptr = CPUMASK_ADDR(started_cpus, gd->gd_cpuid);
1270         ovalue = *ptr;
1271         if ((ovalue & CPUMASK_SIMPLE(gd->gd_cpuid & 63)) == 0) {
1272                 if (cpu_mi_feature & CPU_MI_MONITOR) {
1273                         if (cpu_mwait_hints) {
1274                                 cpu_mmw_pause_long(__DEVOLATILE(void *, ptr),
1275                                            ovalue,
1276                                            cpu_mwait_hints[CPU_MWAIT_C1], 0);
1277                         } else {
1278                                 cpu_mmw_pause_long(__DEVOLATILE(void *, ptr),
1279                                            ovalue, 0, 0);
1280                         }
1281                 } else {
1282                         cpu_halt();     /* depend on lapic timer */
1283                 }
1284         }
1285 }
1286
1287 /*
1288  * This routine is called if a spinlock has been held through the
1289  * exponential backoff period and is seriously contested.  On a real cpu
1290  * we let it spin.
1291  */
1292 void
1293 cpu_spinlock_contested(void)
1294 {
1295         cpu_pause();
1296 }
1297
1298 /*
1299  * Clear registers on exec
1300  */
1301 void
1302 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
1303 {
1304         struct thread *td = curthread;
1305         struct lwp *lp = td->td_lwp;
1306         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
1307         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
1308
1309         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
1310         user_ldt_free(pcb);
1311
1312         clear_quickret();
1313         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
1314         regs->tf_rip = entry;
1315         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8; /* align the stack */
1316         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
1317         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
1318         regs->tf_ss = _udatasel;
1319         regs->tf_cs = _ucodesel;
1320         regs->tf_rbx = ps_strings;
1321
1322         /*
1323          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
1324          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
1325          */
1326         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
1327                 pcb->pcb_dr0 = 0;
1328                 pcb->pcb_dr1 = 0;
1329                 pcb->pcb_dr2 = 0;
1330                 pcb->pcb_dr3 = 0;
1331                 pcb->pcb_dr6 = 0;
1332                 pcb->pcb_dr7 = 0; /* JG set bit 10? */
1333                 if (pcb == td->td_pcb) {
1334                         /*
1335                          * Clear the debug registers on the running
1336                          * CPU, otherwise they will end up affecting
1337                          * the next process we switch to.
1338                          */
1339                         reset_dbregs();
1340                 }
1341                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
1342         }
1343
1344         /*
1345          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
1346          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
1347          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
1348          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
1349          * emulators don't provide an entry point for initialization.
1350          */
1351         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
1352
1353         /*
1354          * NOTE: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
1355          *       gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread
1356          *       may panic in npxdna().
1357          */
1358         crit_enter();
1359         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
1360
1361         /*
1362          * NOTE: The MSR values must be correct so we can return to
1363          *       userland.  gd_user_fs/gs must be correct so the switch
1364          *       code knows what the current MSR values are.
1365          */
1366         pcb->pcb_fsbase = 0;    /* Values loaded from PCB on switch */
1367         pcb->pcb_gsbase = 0;
1368         mdcpu->gd_user_fs = 0;  /* Cache of current MSR values */
1369         mdcpu->gd_user_gs = 0;
1370         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);   /* Set MSR values for return to userland */
1371         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);
1372
1373         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
1374         npxinit();
1375         crit_exit();
1376
1377         pcb->pcb_ds = _udatasel;
1378         pcb->pcb_es = _udatasel;
1379         pcb->pcb_fs = _udatasel;
1380         pcb->pcb_gs = _udatasel;
1381 }
1382
1383 void
1384 cpu_setregs(void)
1385 {
1386         register_t cr0;
1387
1388         cr0 = rcr0();
1389         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
1390         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
1391         cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
1392         load_cr0(cr0);
1393         load_gs(_udatasel);
1394 }
1395
1396 static int
1397 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1398 {
1399         int error;
1400         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
1401                 req);
1402         if (!error && req->newptr)
1403                 resettodr();
1404         return (error);
1405 }
1406
1407 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
1408         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
1409
1410 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_DISRTCSET, disable_rtc_set,
1411         CTLFLAG_RW, &disable_rtc_set, 0, "");
1412
1413 #if 0 /* JG */
1414 SYSCTL_STRUCT(_machdep, CPU_BOOTINFO, bootinfo,
1415         CTLFLAG_RD, &bootinfo, bootinfo, "");
1416 #endif
1417
1418 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_WALLCLOCK, wall_cmos_clock,
1419         CTLFLAG_RW, &wall_cmos_clock, 0, "");
1420
1421 static int
1422 efi_map_sysctl_handler(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1423 {
1424         struct efi_map_header *efihdr;
1425         caddr_t kmdp;
1426         uint32_t efisize;
1427
1428         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1429         if (kmdp == NULL)
1430                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1431         efihdr = (struct efi_map_header *)preload_search_info(kmdp,
1432             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_EFI_MAP);
1433         if (efihdr == NULL)
1434                 return (0);
1435         efisize = *((uint32_t *)efihdr - 1);
1436         return (SYSCTL_OUT(req, efihdr, efisize));
1437 }
1438 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, efi_map, CTLTYPE_OPAQUE|CTLFLAG_RD, NULL, 0,
1439     efi_map_sysctl_handler, "S,efi_map_header", "Raw EFI Memory Map");
1440
1441 /*
1442  * Initialize 386 and configure to run kernel
1443  */
1444
1445 /*
1446  * Initialize segments & interrupt table
1447  */
1448
1449 int _default_ldt;
1450 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];      /* global descriptor table */
1451 struct gate_descriptor idt_arr[MAXCPU][NIDT];
1452 #if 0 /* JG */
1453 union descriptor ldt[NLDT];             /* local descriptor table */
1454 #endif
1455
1456 /* table descriptors - used to load tables by cpu */
1457 struct region_descriptor r_gdt;
1458 struct region_descriptor r_idt_arr[MAXCPU];
1459
1460 /* JG proc0paddr is a virtual address */
1461 void *proc0paddr;
1462 /* JG alignment? */
1463 char proc0paddr_buff[LWKT_THREAD_STACK];
1464
1465
1466 /* software prototypes -- in more palatable form */
1467 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1468 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1469 {       0x0,                    /* segment base address  */
1470         0x0,                    /* length */
1471         0,                      /* segment type */
1472         0,                      /* segment descriptor priority level */
1473         0,                      /* segment descriptor present */
1474         0,                      /* long */
1475         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1476         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1477 /* GCODE_SEL    1 Code Descriptor for kernel */
1478 {       0x0,                    /* segment base address  */
1479         0xfffff,                /* length - all address space */
1480         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1481         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1482         1,                      /* segment descriptor present */
1483         1,                      /* long */
1484         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1485         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1486 /* GDATA_SEL    2 Data Descriptor for kernel */
1487 {       0x0,                    /* segment base address  */
1488         0xfffff,                /* length - all address space */
1489         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1490         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1491         1,                      /* segment descriptor present */
1492         1,                      /* long */
1493         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1494         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1495 /* GUCODE32_SEL 3 32 bit Code Descriptor for user */
1496 {       0x0,                    /* segment base address  */
1497         0xfffff,                /* length - all address space */
1498         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1499         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1500         1,                      /* segment descriptor present */
1501         0,                      /* long */
1502         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1503         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1504 /* GUDATA_SEL   4 32/64 bit Data Descriptor for user */
1505 {       0x0,                    /* segment base address  */
1506         0xfffff,                /* length - all address space */
1507         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1508         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1509         1,                      /* segment descriptor present */
1510         0,                      /* long */
1511         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1512         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1513 /* GUCODE_SEL   5 64 bit Code Descriptor for user */
1514 {       0x0,                    /* segment base address  */
1515         0xfffff,                /* length - all address space */
1516         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1517         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1518         1,                      /* segment descriptor present */
1519         1,                      /* long */
1520         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1521         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1522 /* GPROC0_SEL   6 Proc 0 Tss Descriptor */
1523 {
1524         0x0,                    /* segment base address */
1525         sizeof(struct x86_64tss)-1,/* length - all address space */
1526         SDT_SYSTSS,             /* segment type */
1527         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1528         1,                      /* segment descriptor present */
1529         0,                      /* long */
1530         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1531         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1532 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
1533 {       0x0,                    /* segment base address  */
1534         0x0,                    /* length */
1535         0,                      /* segment type */
1536         0,                      /* segment descriptor priority level */
1537         0,                      /* segment descriptor present */
1538         0,                      /* long */
1539         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1540         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1541 /* GUGS32_SEL   8 32 bit GS Descriptor for user */
1542 {       0x0,                    /* segment base address  */
1543         0xfffff,                /* length - all address space */
1544         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1545         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1546         1,                      /* segment descriptor present */
1547         0,                      /* long */
1548         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1549         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1550 };
1551
1552 void
1553 setidt_global(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist)
1554 {
1555         int cpu;
1556
1557         for (cpu = 0; cpu < MAXCPU; ++cpu) {
1558                 struct gate_descriptor *ip = &idt_arr[cpu][idx];
1559
1560                 ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1561                 ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1562                 ip->gd_ist = ist;
1563                 ip->gd_xx = 0;
1564                 ip->gd_type = typ;
1565                 ip->gd_dpl = dpl;
1566                 ip->gd_p = 1;
1567                 ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1568         }
1569 }
1570
1571 void
1572 setidt(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist, int cpu)
1573 {
1574         struct gate_descriptor *ip;
1575
1576         KASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus, ("invalid cpu %d", cpu));
1577
1578         ip = &idt_arr[cpu][idx];
1579         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1580         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1581         ip->gd_ist = ist;
1582         ip->gd_xx = 0;
1583         ip->gd_type = typ;
1584         ip->gd_dpl = dpl;
1585         ip->gd_p = 1;
1586         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1587 }
1588
1589 #define IDTVEC(name)    __CONCAT(X,name)
1590
1591 extern inthand_t
1592         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1593         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1594         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1595         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1596         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
1597         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
1598
1599 void
1600 sdtossd(struct user_segment_descriptor *sd, struct soft_segment_descriptor *ssd)
1601 {
1602         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1603         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1604         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1605         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1606         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1607         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1608         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1609 }
1610
1611 void
1612 ssdtosd(struct soft_segment_descriptor *ssd, struct user_segment_descriptor *sd)
1613 {
1614
1615         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1616         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
1617         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1618         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1619         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1620         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1621         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1622         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
1623         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
1624         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1625 }
1626
1627 void
1628 ssdtosyssd(struct soft_segment_descriptor *ssd,
1629     struct system_segment_descriptor *sd)
1630 {
1631
1632         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1633         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
1634         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1635         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1636         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1637         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1638         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1639         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1640 }
1641
1642 /*
1643  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1644  * available physical memory in the system, then test this memory and
1645  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1646  *
1647  * If we cannot accurately determine the physical memory map, then use
1648  * value from the 0xE801 call, and failing that, the RTC.
1649  *
1650  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1651  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1652  *
1653  * Memory is aligned to PHYSMAP_ALIGN which must be a multiple
1654  * of PAGE_SIZE.  This also greatly reduces the memory test time
1655  * which would otherwise be excessive on machines with > 8G of ram.
1656  *
1657  * XXX first should be vm_paddr_t.
1658  */
1659
1660 #define PHYSMAP_ALIGN           (vm_paddr_t)(128 * 1024)
1661 #define PHYSMAP_ALIGN_MASK      (vm_paddr_t)(PHYSMAP_ALIGN - 1)
1662 #define PHYSMAP_SIZE            VM_PHYSSEG_MAX
1663
1664 vm_paddr_t physmap[PHYSMAP_SIZE];
1665 struct bios_smap *smapbase, *smap, *smapend;
1666 struct efi_map_header *efihdrbase;
1667 u_int32_t smapsize;
1668
1669 #define PHYSMAP_HANDWAVE        (vm_paddr_t)(2 * 1024 * 1024)
1670 #define PHYSMAP_HANDWAVE_MASK   (PHYSMAP_HANDWAVE - 1)
1671
1672 static void
1673 add_smap_entries(int *physmap_idx)
1674 {
1675         int i;
1676
1677         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
1678         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1679
1680         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++) {
1681                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1682                         kprintf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
1683                             smap->type, smap->base, smap->length);
1684
1685                 if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1686                         continue;
1687
1688                 if (smap->length == 0)
1689                         continue;
1690
1691                 for (i = 0; i <= *physmap_idx; i += 2) {
1692                         if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1693                                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1694                                         kprintf("Overlapping or non-monotonic "
1695                                                 "memory region, ignoring "
1696                                                 "second region\n");
1697                                 }
1698                                 break;
1699                         }
1700                 }
1701                 if (i <= *physmap_idx)
1702                         continue;
1703
1704                 Realmem += smap->length;
1705
1706                 if (smap->base == physmap[*physmap_idx + 1]) {
1707                         physmap[*physmap_idx + 1] += smap->length;
1708                         continue;
1709                 }
1710
1711                 *physmap_idx += 2;
1712                 if (*physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1713                         kprintf("Too many segments in the physical "
1714                                 "address map, giving up\n");
1715                         break;
1716                 }
1717                 physmap[*physmap_idx] = smap->base;
1718                 physmap[*physmap_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1719         }
1720 }
1721
1722 static void
1723 add_efi_map_entries(int *physmap_idx)
1724 {
1725          struct efi_md *map, *p;
1726          const char *type;
1727          size_t efisz;
1728          int i, ndesc;
1729
1730         static const char *types[] = {
1731                 "Reserved",
1732                 "LoaderCode",
1733                 "LoaderData",
1734                 "BootServicesCode",
1735                 "BootServicesData",
1736                 "RuntimeServicesCode",
1737                 "RuntimeServicesData",
1738                 "ConventionalMemory",
1739                 "UnusableMemory",
1740                 "ACPIReclaimMemory",
1741                 "ACPIMemoryNVS",
1742                 "MemoryMappedIO",
1743                 "MemoryMappedIOPortSpace",
1744                 "PalCode"
1745          };
1746
1747         /*
1748          * Memory map data provided by UEFI via the GetMemoryMap
1749          * Boot Services API.
1750          */
1751         efisz = (sizeof(struct efi_map_header) + 0xf) & ~0xf;
1752         map = (struct efi_md *)((uint8_t *)efihdrbase + efisz);
1753
1754         if (efihdrbase->descriptor_size == 0)
1755                 return;
1756         ndesc = efihdrbase->memory_size / efihdrbase->descriptor_size;
1757
1758         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1759                 kprintf("%23s %12s %12s %8s %4s\n",
1760                     "Type", "Physical", "Virtual", "#Pages", "Attr");
1761
1762         for (i = 0, p = map; i < ndesc; i++,
1763             p = efi_next_descriptor(p, efihdrbase->descriptor_size)) {
1764                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1765                         if (p->md_type <= EFI_MD_TYPE_PALCODE)
1766                                 type = types[p->md_type];
1767                         else
1768                                 type = "<INVALID>";
1769                         kprintf("%23s %012lx %12p %08lx ", type, p->md_phys,
1770                             p->md_virt, p->md_pages);
1771                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_UC)
1772                                 kprintf("UC ");
1773                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WC)
1774                                 kprintf("WC ");
1775                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WT)
1776                                 kprintf("WT ");
1777                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WB)
1778                                 kprintf("WB ");
1779                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_UCE)
1780                                 kprintf("UCE ");
1781                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WP)
1782                                 kprintf("WP ");
1783                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_RP)
1784                                 kprintf("RP ");
1785                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_XP)
1786                                 kprintf("XP ");
1787                         if (p->md_attr & EFI_MD_ATTR_RT)
1788                                 kprintf("RUNTIME");
1789                         kprintf("\n");
1790                 }
1791
1792                 switch (p->md_type) {
1793                 case EFI_MD_TYPE_CODE:
1794                 case EFI_MD_TYPE_DATA:
1795                 case EFI_MD_TYPE_BS_CODE:
1796                 case EFI_MD_TYPE_BS_DATA:
1797                 case EFI_MD_TYPE_FREE:
1798                         /*
1799                          * We're allowed to use any entry with these types.
1800                          */
1801                         break;
1802                 default:
1803                         continue;
1804                 }
1805
1806                 Realmem += p->md_pages * PAGE_SIZE;
1807
1808                 if (p->md_phys == physmap[*physmap_idx + 1]) {
1809                         physmap[*physmap_idx + 1] += p->md_pages * PAGE_SIZE;
1810                         continue;
1811                 }
1812
1813                 *physmap_idx += 2;
1814                 if (*physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1815                         kprintf("Too many segments in the physical "
1816                                 "address map, giving up\n");
1817                         break;
1818                 }
1819                 physmap[*physmap_idx] = p->md_phys;
1820                 physmap[*physmap_idx + 1] = p->md_phys + p->md_pages * PAGE_SIZE;
1821          }
1822 }
1823
1824 struct fb_info efi_fb_info;
1825 static int have_efi_framebuffer = 0;
1826
1827 static void
1828 efi_fb_init_vaddr(int direct_map)
1829 {
1830         uint64_t sz;
1831         vm_offset_t addr, v;
1832
1833         v = efi_fb_info.vaddr;
1834         sz = efi_fb_info.stride * efi_fb_info.height;
1835
1836         if (direct_map) {
1837                 addr = PHYS_TO_DMAP(efi_fb_info.paddr);
1838                 if (addr >= DMAP_MIN_ADDRESS && addr + sz < DMAP_MAX_ADDRESS)
1839                         efi_fb_info.vaddr = addr;
1840         } else {
1841                 efi_fb_info.vaddr = (vm_offset_t)pmap_mapdev_attr(
1842                     efi_fb_info.paddr, sz, PAT_WRITE_COMBINING);
1843         }
1844 }
1845
1846 int
1847 probe_efi_fb(int early)
1848 {
1849         struct efi_fb   *efifb;
1850         caddr_t         kmdp;
1851
1852         if (have_efi_framebuffer) {
1853                 if (!early &&
1854                     (efi_fb_info.vaddr == 0 ||
1855                      efi_fb_info.vaddr == PHYS_TO_DMAP(efi_fb_info.paddr)))
1856                         efi_fb_init_vaddr(0);
1857                 return 0;
1858         }
1859
1860         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1861         if (kmdp == NULL)
1862                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1863         efifb = (struct efi_fb *)preload_search_info(kmdp,
1864             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_EFI_FB);
1865         if (efifb == NULL)
1866                 return 1;
1867
1868         have_efi_framebuffer = 1;
1869
1870         efi_fb_info.is_vga_boot_display = 1;
1871         efi_fb_info.width = efifb->fb_width;
1872         efi_fb_info.height = efifb->fb_height;
1873         efi_fb_info.stride = efifb->fb_stride * 4;
1874         efi_fb_info.depth = 32;
1875         efi_fb_info.paddr = efifb->fb_addr;
1876         if (early) {
1877                 efi_fb_info.vaddr = 0;
1878         } else {
1879                 efi_fb_init_vaddr(0);
1880         }
1881         efi_fb_info.fbops.fb_set_par = NULL;
1882         efi_fb_info.fbops.fb_blank = NULL;
1883         efi_fb_info.fbops.fb_debug_enter = NULL;
1884         efi_fb_info.device = NULL;
1885
1886         return 0;
1887 }
1888
1889 static void
1890 efifb_startup(void *arg)
1891 {
1892         probe_efi_fb(0);
1893 }
1894
1895 SYSINIT(efi_fb_info, SI_BOOT1_POST, SI_ORDER_FIRST, efifb_startup, NULL);
1896
1897 static void
1898 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
1899 {
1900         int off, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1901         int i, j;
1902         vm_paddr_t pa;
1903         vm_paddr_t msgbuf_size;
1904         u_long physmem_tunable;
1905         pt_entry_t *pte;
1906         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1907
1908         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1909         physmap_idx = 0;
1910
1911         /*
1912          * get memory map from INT 15:E820, kindly supplied by the loader.
1913          *
1914          * subr_module.c says:
1915          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1916          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
1917          */
1918         efihdrbase = (struct efi_map_header *)preload_search_info(kmdp,
1919                      MODINFO_METADATA | MODINFOMD_EFI_MAP);
1920         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
1921                    MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
1922         if (smapbase == NULL && efihdrbase == NULL)
1923                 panic("No BIOS smap or EFI map info from loader!");
1924
1925         if (efihdrbase == NULL)
1926                 add_smap_entries(&physmap_idx);
1927         else
1928                 add_efi_map_entries(&physmap_idx);
1929
1930         base_memory = physmap[1] / 1024;
1931         /* make hole for AP bootstrap code */
1932         physmap[1] = mp_bootaddress(base_memory);
1933
1934         /* Save EBDA address, if any */
1935         ebda_addr = (u_long)(*(u_short *)(KERNBASE + 0x40e));
1936         ebda_addr <<= 4;
1937
1938         /*
1939          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1940          * highest page of the physical address space.  It should be
1941          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1942          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1943          */
1944         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1945
1946 #ifdef MAXMEM
1947         Maxmem = MAXMEM / 4;
1948 #endif
1949
1950         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1951                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1952
1953         /*
1954          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
1955          * in the system.
1956          */
1957         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1958                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1959
1960         /*
1961          * Blowing out the DMAP will blow up the system.
1962          */
1963         if (Maxmem > atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS)) {
1964                 kprintf("Limiting Maxmem due to DMAP size\n");
1965                 Maxmem = atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS);
1966         }
1967
1968         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1969             (boothowto & RB_VERBOSE)) {
1970                 kprintf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
1971         }
1972
1973         /*
1974          * Call pmap initialization to make new kernel address space
1975          *
1976          * Mask off page 0.
1977          */
1978         pmap_bootstrap(&first);
1979         physmap[0] = PAGE_SIZE;
1980
1981         /*
1982          * Align the physmap to PHYSMAP_ALIGN and cut out anything
1983          * exceeding Maxmem.
1984          */
1985         for (i = j = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1986                 if (physmap[i+1] > ptoa(Maxmem))
1987                         physmap[i+1] = ptoa(Maxmem);
1988                 physmap[i] = (physmap[i] + PHYSMAP_ALIGN_MASK) &
1989                              ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1990                 physmap[i+1] = physmap[i+1] & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1991
1992                 physmap[j] = physmap[i];
1993                 physmap[j+1] = physmap[i+1];
1994
1995                 if (physmap[i] < physmap[i+1])
1996                         j += 2;
1997         }
1998         physmap_idx = j - 2;
1999
2000         /*
2001          * Align anything else used in the validation loop.
2002          */
2003         first = (first + PHYSMAP_ALIGN_MASK) & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
2004
2005         /*
2006          * Size up each available chunk of physical memory.
2007          */
2008         pa_indx = 0;
2009         da_indx = 0;
2010         phys_avail[pa_indx].phys_beg = physmap[0];
2011         phys_avail[pa_indx].phys_end = physmap[0];
2012         dump_avail[da_indx].phys_beg = 0;
2013         dump_avail[da_indx].phys_end = physmap[0];
2014         pte = CMAP1;
2015
2016         /*
2017          * Get dcons buffer address
2018          */
2019         if (kgetenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
2020             kgetenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
2021                 dcons_addr = 0;
2022
2023         /*
2024          * Validate the physical memory.  The physical memory segments
2025          * have already been aligned to PHYSMAP_ALIGN which is a multiple
2026          * of PAGE_SIZE.
2027          */
2028         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
2029                 vm_paddr_t end;
2030                 vm_paddr_t incr = PHYSMAP_ALIGN;
2031
2032                 end = physmap[i + 1];
2033
2034                 for (pa = physmap[i]; pa < end; pa += incr) {
2035                         int page_bad, full;
2036                         volatile uint64_t *ptr = (uint64_t *)CADDR1;
2037                         uint64_t tmp;
2038
2039                         incr = PHYSMAP_ALIGN;
2040                         full = FALSE;
2041
2042                         /*
2043                          * block out kernel memory as not available.
2044                          */
2045                         if (pa >= 0x200000 && pa < first)
2046                                 goto do_dump_avail;
2047
2048                         /*
2049                          * block out dcons buffer
2050                          */
2051                         if (dcons_addr > 0
2052                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
2053                             && pa < dcons_addr + dcons_size) {
2054                                 goto do_dump_avail;
2055                         }
2056
2057                         page_bad = FALSE;
2058
2059                         /*
2060                          * Always test the first and last block supplied in
2061                          * the map entry, but it just takes too long to run
2062                          * the test these days and we already have to skip
2063                          * pages.  Handwave it on PHYSMAP_HANDWAVE boundaries.
2064                          */
2065                         if (pa != physmap[i]) {
2066                                 vm_paddr_t bytes = end - pa;
2067                                 if ((pa & PHYSMAP_HANDWAVE_MASK) == 0 &&
2068                                     bytes >= PHYSMAP_HANDWAVE + PHYSMAP_ALIGN) {
2069                                         incr = PHYSMAP_HANDWAVE;
2070                                         goto handwaved;
2071                                 }
2072                         }
2073
2074                         /*
2075                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
2076                          */
2077                         *pte = pa |
2078                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_V_IDX] |
2079                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_RW_IDX] |
2080                             kernel_pmap.pmap_bits[PG_N_IDX];
2081                         cpu_invlpg(__DEVOLATILE(void *, ptr));
2082                         cpu_mfence();
2083
2084                         tmp = *ptr;
2085                         /*
2086                          * Test for alternating 1's and 0's
2087                          */
2088                         *ptr = 0xaaaaaaaaaaaaaaaaLLU;
2089                         cpu_mfence();
2090                         if (*ptr != 0xaaaaaaaaaaaaaaaaLLU)
2091                                 page_bad = TRUE;
2092                         /*
2093                          * Test for alternating 0's and 1's
2094                          */
2095                         *ptr = 0x5555555555555555LLU;
2096                         cpu_mfence();
2097                         if (*ptr != 0x5555555555555555LLU)
2098                                 page_bad = TRUE;
2099                         /*
2100                          * Test for all 1's
2101                          */
2102                         *ptr = 0xffffffffffffffffLLU;
2103                         cpu_mfence();
2104                         if (*ptr != 0xffffffffffffffffLLU)
2105                                 page_bad = TRUE;
2106                         /*
2107                          * Test for all 0's
2108                          */
2109                         *ptr = 0x0;
2110                         cpu_mfence();
2111                         if (*ptr != 0x0)
2112                                 page_bad = TRUE;
2113                         /*
2114                          * Restore original value.
2115                          */
2116                         *ptr = tmp;
2117 handwaved:
2118
2119                         /*
2120                          * Adjust array of valid/good pages.
2121                          */
2122                         if (page_bad == TRUE)
2123                                 continue;
2124
2125                         /*
2126                          * If this good page is a continuation of the
2127                          * previous set of good pages, then just increase
2128                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
2129                          * Note that "end" points one higher than end,
2130                          * making the range >= start and < end.
2131                          * If we're also doing a speculative memory
2132                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
2133                          * so that we keep going. The first bad page
2134                          * will terminate the loop.
2135                          */
2136                         if (phys_avail[pa_indx].phys_end == pa) {
2137                                 phys_avail[pa_indx].phys_end += incr;
2138                         } else {
2139                                 ++pa_indx;
2140                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
2141                                         kprintf(
2142                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
2143                                         --pa_indx;
2144                                         full = TRUE;
2145                                         goto do_dump_avail;
2146                                 }
2147                                 phys_avail[pa_indx].phys_beg = pa;
2148                                 phys_avail[pa_indx].phys_end = pa + incr;
2149                         }
2150                         physmem += incr / PAGE_SIZE;
2151 do_dump_avail:
2152                         if (dump_avail[da_indx].phys_end == pa) {
2153                                 dump_avail[da_indx].phys_end += incr;
2154                         } else {
2155                                 ++da_indx;
2156                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
2157                                         --da_indx;
2158                                         goto do_next;
2159                                 }
2160                                 dump_avail[da_indx].phys_beg = pa;
2161                                 dump_avail[da_indx].phys_end = pa + incr;
2162                         }
2163 do_next:
2164                         if (full)
2165                                 break;
2166                 }
2167         }
2168         *pte = 0;
2169         cpu_invltlb();
2170         cpu_mfence();
2171
2172         /*
2173          * The last chunk must contain at least one page plus the message
2174          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
2175          * calculation, etc.).
2176          */
2177         msgbuf_size = (MSGBUF_SIZE + PHYSMAP_ALIGN_MASK) & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
2178
2179         while (phys_avail[pa_indx].phys_beg + PHYSMAP_ALIGN + msgbuf_size >=
2180                phys_avail[pa_indx].phys_end) {
2181                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx].phys_end -
2182                                 phys_avail[pa_indx].phys_beg);
2183                 phys_avail[pa_indx].phys_beg = 0;
2184                 phys_avail[pa_indx].phys_end = 0;
2185                 --pa_indx;
2186         }
2187
2188         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx].phys_end);
2189
2190         /* Trim off space for the message buffer. */
2191         phys_avail[pa_indx].phys_end -= msgbuf_size;
2192
2193         avail_end = phys_avail[pa_indx].phys_end;
2194
2195         /* Map the message buffer. */
2196         for (off = 0; off < msgbuf_size; off += PAGE_SIZE) {
2197                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
2198         }
2199         /* Try to get EFI framebuffer working as early as possible */
2200         if (have_efi_framebuffer)
2201                 efi_fb_init_vaddr(1);
2202 }
2203
2204 struct machintr_abi MachIntrABI;
2205
2206 /*
2207  * IDT VECTORS:
2208  *      0       Divide by zero
2209  *      1       Debug
2210  *      2       NMI
2211  *      3       BreakPoint
2212  *      4       OverFlow
2213  *      5       Bound-Range
2214  *      6       Invalid OpCode
2215  *      7       Device Not Available (x87)
2216  *      8       Double-Fault
2217  *      9       Coprocessor Segment overrun (unsupported, reserved)
2218  *      10      Invalid-TSS
2219  *      11      Segment not present
2220  *      12      Stack
2221  *      13      General Protection
2222  *      14      Page Fault
2223  *      15      Reserved
2224  *      16      x87 FP Exception pending
2225  *      17      Alignment Check
2226  *      18      Machine Check
2227  *      19      SIMD floating point
2228  *      20-31   reserved
2229  *      32-255  INTn/external sources
2230  */
2231 u_int64_t
2232 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
2233 {
2234         caddr_t kmdp;
2235         int gsel_tss, x, cpu;
2236 #if 0 /* JG */
2237         int metadata_missing, off;
2238 #endif
2239         struct mdglobaldata *gd;
2240         u_int64_t msr;
2241
2242         /*
2243          * Prevent lowering of the ipl if we call tsleep() early.
2244          */
2245         gd = &CPU_prvspace[0]->mdglobaldata;
2246         bzero(gd, sizeof(*gd));
2247
2248         /*
2249          * Note: on both UP and SMP curthread must be set non-NULL
2250          * early in the boot sequence because the system assumes
2251          * that 'curthread' is never NULL.
2252          */
2253
2254         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
2255         thread0.td_gd = &gd->mi;
2256
2257         atdevbase = ISA_HOLE_START + PTOV_OFFSET;
2258
2259 #if 0 /* JG */
2260         metadata_missing = 0;
2261         if (bootinfo.bi_modulep) {
2262                 preload_metadata = (caddr_t)bootinfo.bi_modulep + KERNBASE;
2263                 preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
2264         } else {
2265                 metadata_missing = 1;
2266         }
2267         if (bootinfo.bi_envp)
2268                 kern_envp = (caddr_t)bootinfo.bi_envp + KERNBASE;
2269 #endif
2270
2271         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + PTOV_OFFSET);
2272         preload_bootstrap_relocate(PTOV_OFFSET);
2273         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
2274         if (kmdp == NULL)
2275                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
2276         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
2277         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + PTOV_OFFSET;
2278 #ifdef DDB
2279         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
2280         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
2281 #endif
2282         efi_systbl_phys = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_FW_HANDLE, vm_paddr_t);
2283
2284         if (boothowto & RB_VERBOSE)
2285                 bootverbose++;
2286
2287         /*
2288          * Default MachIntrABI to ICU
2289          */
2290         MachIntrABI = MachIntrABI_ICU;
2291
2292         /*
2293          * start with one cpu.  Note: with one cpu, ncpus2_shift, ncpus2_mask,
2294          * and ncpus_fit_mask remain 0.
2295          */
2296         ncpus = 1;
2297         ncpus2 = 1;
2298         ncpus_fit = 1;
2299         /* Init basic tunables, hz etc */
2300         init_param1();
2301
2302         /*
2303          * make gdt memory segments
2304          */
2305         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base =
2306                 (uintptr_t) &CPU_prvspace[0]->mdglobaldata.gd_common_tss;
2307
2308         gd->mi.gd_prvspace = CPU_prvspace[0];
2309
2310         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
2311                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1))
2312                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
2313         }
2314         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
2315             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
2316
2317         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
2318         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
2319         lgdt(&r_gdt);
2320
2321         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
2322         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)&gd->mi);
2323         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
2324
2325         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
2326         cpu_gdinit(gd, 0);
2327         proc0paddr = proc0paddr_buff;
2328         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
2329         safepri = TDPRI_MAX;
2330
2331         /* spinlocks and the BGL */
2332         init_locks();
2333
2334         /* exceptions */
2335         for (x = 0; x < NIDT; x++)
2336                 setidt_global(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2337         setidt_global(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2338         setidt_global(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2339         setidt_global(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
2340         setidt_global(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
2341         setidt_global(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2342         setidt_global(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2343         setidt_global(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2344         setidt_global(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2345         setidt_global(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
2346         setidt_global(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2347         setidt_global(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2348         setidt_global(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2349         setidt_global(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2350         setidt_global(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2351         setidt_global(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2352         setidt_global(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2353         setidt_global(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2354         setidt_global(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2355         setidt_global(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
2356
2357         for (cpu = 0; cpu < MAXCPU; ++cpu) {
2358                 r_idt_arr[cpu].rd_limit = sizeof(idt_arr[cpu]) - 1;
2359                 r_idt_arr[cpu].rd_base = (long) &idt_arr[cpu][0];
2360         }
2361
2362         lidt(&r_idt_arr[0]);
2363
2364         /*
2365          * Initialize the console before we print anything out.
2366          */
2367         cninit();
2368
2369 #if 0 /* JG */
2370         if (metadata_missing)
2371                 kprintf("WARNING: loader(8) metadata is missing!\n");
2372 #endif
2373
2374 #if     NISA >0
2375         elcr_probe();
2376         isa_defaultirq();
2377 #endif
2378         rand_initialize();
2379
2380         /*
2381          * Initialize IRQ mapping
2382          *
2383          * NOTE:
2384          * SHOULD be after elcr_probe()
2385          */
2386         MachIntrABI_ICU.initmap();
2387         MachIntrABI_IOAPIC.initmap();
2388
2389 #ifdef DDB
2390         kdb_init();
2391         if (boothowto & RB_KDB)
2392                 Debugger("Boot flags requested debugger");
2393 #endif
2394
2395 #if 0 /* JG */
2396         finishidentcpu();       /* Final stage of CPU initialization */
2397         setidt(6, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2398         setidt(13, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2399 #endif
2400         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
2401         initializecpu(0);       /* Initialize CPU registers */
2402
2403         /*
2404          * On modern Intel cpus, haswell or later, cpu_idle_hlt=1 is better
2405          * because the cpu does significant power management in MWAIT
2406          * (also suggested is to set sysctl machdep.mwait.CX.idle=AUTODEEP).
2407          *
2408          * On modern AMD cpus cpu_idle_hlt=3 is better, because the cpu does
2409          * significant power management only when using ACPI halt mode.
2410          *
2411          * On older AMD or Intel cpus, cpu_idle_hlt=2 is better because ACPI
2412          * is needed to reduce power consumption, but wakeup times are often
2413          * too long longer.
2414          */
2415         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_INTEL &&
2416             CPUID_TO_MODEL(cpu_id) >= 0x3C) {   /* Haswell or later */
2417                 cpu_idle_hlt = 1;
2418         }
2419         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_AMD) {
2420                 if (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) >= 0x17) {
2421                         /* Ryzen or later */
2422                         cpu_idle_hlt = 3;
2423                 } else if (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) >= 0x14) {
2424                         /* Bobcat or later */
2425                         cpu_idle_hlt = 3;
2426                 }
2427         }
2428
2429         TUNABLE_INT_FETCH("hw.apic_io_enable", &ioapic_enable); /* for compat */
2430         TUNABLE_INT_FETCH("hw.ioapic_enable", &ioapic_enable);
2431         TUNABLE_INT_FETCH("hw.lapic_enable", &lapic_enable);
2432         TUNABLE_INT_FETCH("machdep.cpu_idle_hlt", &cpu_idle_hlt);
2433
2434         /*
2435          * Some of the virtual machines do not work w/ I/O APIC
2436          * enabled.  If the user does not explicitly enable or
2437          * disable the I/O APIC (ioapic_enable < 0), then we
2438          * disable I/O APIC on all virtual machines.
2439          *
2440          * NOTE:
2441          * This must be done after identify_cpu(), which sets
2442          * 'cpu_feature2'
2443          */
2444         if (ioapic_enable < 0) {
2445                 if (cpu_feature2 & CPUID2_VMM)
2446                         ioapic_enable = 0;
2447                 else
2448                         ioapic_enable = 1;
2449         }
2450
2451         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
2452         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 =
2453                 (register_t)(thread0.td_kstack +
2454                              KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE - sizeof(struct pcb));
2455         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
2456         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 &= ~(register_t)0xF;
2457
2458         /* double fault stack */
2459         gd->gd_common_tss.tss_ist1 =
2460                 (long)&gd->mi.gd_prvspace->idlestack[
2461                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack)];
2462
2463         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
2464         gd->gd_common_tss.tss_iobase = sizeof(struct x86_64tss);
2465
2466         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
2467         gd->gd_tss_gdt = &gdt[GPROC0_SEL];
2468         gd->gd_common_tssd = *gd->gd_tss_gdt;
2469         ltr(gsel_tss);
2470
2471         /* Set up the fast syscall stuff */
2472         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
2473         wrmsr(MSR_EFER, msr);
2474         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
2475         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
2476         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
2477               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
2478         wrmsr(MSR_STAR, msr);
2479         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D|PSL_IOPL);
2480
2481         getmemsize(kmdp, physfree);
2482         init_param2(physmem);
2483
2484         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
2485
2486         /* Map the message buffer. */
2487 #if 0 /* JG */
2488         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
2489                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
2490 #endif
2491
2492         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
2493
2494
2495         /* transfer to user mode */
2496
2497         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
2498         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
2499         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
2500
2501         load_ds(_udatasel);
2502         load_es(_udatasel);
2503         load_fs(_udatasel);
2504
2505         /* setup proc 0's pcb */
2506         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
2507         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys;
2508         thread0.td_pcb->pcb_ext = NULL;
2509         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;        /* XXX needed? */
2510
2511         /* Location of kernel stack for locore */
2512         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
2513 }
2514
2515 /*
2516  * Initialize machine-dependant portions of the global data structure.
2517  * Note that the global data area and cpu0's idlestack in the private
2518  * data space were allocated in locore.
2519  *
2520  * Note: the idlethread's cpl is 0
2521  *
2522  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
2523  */
2524 void
2525 cpu_gdinit(struct mdglobaldata *gd, int cpu)
2526 {
2527         if (cpu)
2528                 gd->mi.gd_curthread = &gd->mi.gd_idlethread;
2529
2530         lwkt_init_thread(&gd->mi.gd_idlethread,
2531                         gd->mi.gd_prvspace->idlestack,
2532                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack),
2533                         0, &gd->mi);
2534         lwkt_set_comm(&gd->mi.gd_idlethread, "idle_%d", cpu);
2535         gd->mi.gd_idlethread.td_switch = cpu_lwkt_switch;
2536         gd->mi.gd_idlethread.td_sp -= sizeof(void *);
2537         *(void **)gd->mi.gd_idlethread.td_sp = cpu_idle_restore;
2538 }
2539
2540 /*
2541  * We only have to check for DMAP bounds, the globaldata space is
2542  * actually part of the kernel_map so we don't have to waste time
2543  * checking CPU_prvspace[*].
2544  */
2545 int
2546 is_globaldata_space(vm_offset_t saddr, vm_offset_t eaddr)
2547 {
2548 #if 0
2549         if (saddr >= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0] &&
2550             eaddr <= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[MAXCPU]) {
2551                 return (TRUE);
2552         }
2553 #endif
2554         if (saddr >= DMAP_MIN_ADDRESS && eaddr <= DMAP_MAX_ADDRESS)
2555                 return (TRUE);
2556         return (FALSE);
2557 }
2558
2559 struct globaldata *
2560 globaldata_find(int cpu)
2561 {
2562         KKASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus);
2563         return(&CPU_prvspace[cpu]->mdglobaldata.mi);
2564 }
2565
2566 /*
2567  * This path should be safe from the SYSRET issue because only stopped threads
2568  * can have their %rip adjusted this way (and all heavy weight thread switches
2569  * clear QUICKREF and thus do not use SYSRET).  However, the code path is
2570  * convoluted so add a safety by forcing %rip to be cannonical.
2571  */
2572 int
2573 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
2574 {
2575         if (addr & 0x0000800000000000LLU)
2576                 lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr | 0xFFFF000000000000LLU;
2577         else
2578                 lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr & 0x0000FFFFFFFFFFFFLLU;
2579         return (0);
2580 }
2581
2582 int
2583 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
2584 {
2585         lp->lwp_md.md_regs->tf_rflags |= PSL_T;
2586         return (0);
2587 }
2588
2589 int
2590 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2591 {
2592         struct trapframe *tp;
2593
2594         if ((tp = lp->lwp_md.md_regs) == NULL)
2595                 return EINVAL;
2596         bcopy(&tp->tf_rdi, &regs->r_rdi, sizeof(*regs));
2597         return (0);
2598 }
2599
2600 int
2601 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2602 {
2603         struct trapframe *tp;
2604
2605         tp = lp->lwp_md.md_regs;
2606         if (!EFL_SECURE(regs->r_rflags, tp->tf_rflags) ||
2607             !CS_SECURE(regs->r_cs))
2608                 return (EINVAL);
2609         bcopy(&regs->r_rdi, &tp->tf_rdi, sizeof(*regs));
2610         clear_quickret();
2611         return (0);
2612 }
2613
2614 static void
2615 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
2616 {
2617         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2618         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2619         int i;
2620
2621         /* FPU control/status */
2622         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
2623         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
2624         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
2625         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
2626         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
2627         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
2628         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
2629         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
2630
2631         /* FPU registers */
2632         for (i = 0; i < 8; ++i)
2633                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
2634 }
2635
2636 static void
2637 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
2638 {
2639         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2640         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2641         int i;
2642
2643         /* FPU control/status */
2644         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
2645         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
2646         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
2647         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
2648         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
2649         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
2650         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
2651         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
2652
2653         /* FPU registers */
2654         for (i = 0; i < 8; ++i)
2655                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
2656 }
2657
2658 int
2659 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2660 {
2661         if (lp->lwp_thread == NULL || lp->lwp_thread->td_pcb == NULL)
2662                 return EINVAL;
2663         if (cpu_fxsr) {
2664                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
2665                                 (struct save87 *)fpregs);
2666                 return (0);
2667         }
2668         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
2669         return (0);
2670 }
2671
2672 int
2673 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2674 {
2675         if (cpu_fxsr) {
2676                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
2677                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
2678                 return (0);
2679         }
2680         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
2681         return (0);
2682 }
2683
2684 int
2685 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2686 {
2687         struct pcb *pcb;
2688
2689         if (lp == NULL) {
2690                 dbregs->dr[0] = rdr0();
2691                 dbregs->dr[1] = rdr1();
2692                 dbregs->dr[2] = rdr2();
2693                 dbregs->dr[3] = rdr3();
2694                 dbregs->dr[4] = rdr4();
2695                 dbregs->dr[5] = rdr5();
2696                 dbregs->dr[6] = rdr6();
2697                 dbregs->dr[7] = rdr7();
2698                 return (0);
2699         }
2700         if (lp->lwp_thread == NULL || (pcb = lp->lwp_thread->td_pcb) == NULL)
2701                 return EINVAL;
2702         dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
2703         dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
2704         dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
2705         dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
2706         dbregs->dr[4] = 0;
2707         dbregs->dr[5] = 0;
2708         dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
2709         dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
2710         return (0);
2711 }
2712
2713 int
2714 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2715 {
2716         if (lp == NULL) {
2717                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
2718                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
2719                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
2720                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
2721                 load_dr4(dbregs->dr[4]);
2722                 load_dr5(dbregs->dr[5]);
2723                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
2724                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
2725         } else {
2726                 struct pcb *pcb;
2727                 struct ucred *ucred;
2728                 int i;
2729                 uint64_t mask1, mask2;
2730
2731                 /*
2732                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2733                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2734                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2735                  * TRCTRAP.
2736                  */
2737                 /* JG this loop looks unreadable */
2738                 /* Check 4 2-bit fields for invalid patterns.
2739                  * These fields are R/Wi, for i = 0..3
2740                  */
2741                 /* Is 10 in LENi allowed when running in compatibility mode? */
2742                 /* Pattern 10 in R/Wi might be used to indicate
2743                  * breakpoint on I/O. Further analysis should be
2744                  * carried to decide if it is safe and useful to
2745                  * provide access to that capability
2746                  */
2747                 for (i = 0, mask1 = 0x3<<16, mask2 = 0x2<<16; i < 4;
2748                      i++, mask1 <<= 4, mask2 <<= 4)
2749                         if ((dbregs->dr[7] & mask1) == mask2)
2750                                 return (EINVAL);
2751
2752                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2753                 ucred = lp->lwp_proc->p_ucred;
2754
2755                 /*
2756                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2757                  * process's address space.  If a process could do this, it
2758                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2759                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2760                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2761                  * process's address space, unless, perhaps, we were called by
2762                  * uid 0.
2763                  *
2764                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2765                  * address space is written into from within the kernel
2766                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2767                  * from within kernel mode?
2768                  */
2769
2770                 if (priv_check_cred(ucred, PRIV_ROOT, 0) != 0) {
2771                         if (dbregs->dr[7] & 0x3) {
2772                                 /* dr0 is enabled */
2773                                 if (dbregs->dr[0] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2774                                         return (EINVAL);
2775                         }
2776
2777                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<2)) {
2778                                 /* dr1 is enabled */
2779                                 if (dbregs->dr[1] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2780                                         return (EINVAL);
2781                         }
2782
2783                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<4)) {
2784                                 /* dr2 is enabled */
2785                                 if (dbregs->dr[2] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2786                                         return (EINVAL);
2787                         }
2788
2789                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<6)) {
2790                                 /* dr3 is enabled */
2791                                 if (dbregs->dr[3] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2792                                         return (EINVAL);
2793                         }
2794                 }
2795
2796                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
2797                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
2798                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
2799                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
2800                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
2801                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
2802
2803                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
2804         }
2805
2806         return (0);
2807 }
2808
2809 /*
2810  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2811  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2812  */
2813 int
2814 user_dbreg_trap(void)
2815 {
2816         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2817         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2818         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2819         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2820         int i;
2821
2822         dr7 = rdr7();
2823         if ((dr7 & 0xff) == 0) {
2824                 /*
2825                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2826                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2827                  * hardware debug registers
2828                  */
2829                 return 0;
2830         }
2831
2832         nbp = 0;
2833         dr6 = rdr6();
2834         bp = dr6 & 0xf;
2835
2836         if (bp == 0) {
2837                 /*
2838                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2839                  * trap was not caused by any of the debug registers
2840                  */
2841                 return 0;
2842         }
2843
2844         /*
2845          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2846          * which ones and if any of them are user space addresses
2847          */
2848
2849         if (bp & 0x01) {
2850                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2851         }
2852         if (bp & 0x02) {
2853                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2854         }
2855         if (bp & 0x04) {
2856                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2857         }
2858         if (bp & 0x08) {
2859                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2860         }
2861
2862         for (i=0; i<nbp; i++) {
2863                 if (addr[i] <
2864                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
2865                         /*
2866                          * addr[i] is in user space
2867                          */
2868                         return nbp;
2869                 }
2870         }
2871
2872         /*
2873          * None of the breakpoints are in user space.
2874          */
2875         return 0;
2876 }
2877
2878
2879 #ifndef DDB
2880 void
2881 Debugger(const char *msg)
2882 {
2883         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
2884 }
2885 #endif /* no DDB */
2886
2887 #ifdef DDB
2888
2889 /*
2890  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only
2891  * available as macros calling inlined functions, thus cannot be
2892  * called inside DDB.
2893  *
2894  * The actual code is stolen from <machine/cpufunc.h>, and de-inlined.
2895  */
2896
2897 #undef inb
2898 #undef outb
2899
2900 /* silence compiler warnings */
2901 u_char inb(u_int);
2902 void outb(u_int, u_char);
2903
2904 u_char
2905 inb(u_int port)
2906 {
2907         u_char  data;
2908         /*
2909          * We use %%dx and not %1 here because i/o is done at %dx and not at
2910          * %edx, while gcc generates inferior code (movw instead of movl)
2911          * if we tell it to load (u_short) port.
2912          */
2913         __asm __volatile("inb %%dx,%0" : "=a" (data) : "d" (port));
2914         return (data);
2915 }
2916
2917 void
2918 outb(u_int port, u_char data)
2919 {
2920         u_char  al;
2921         /*
2922          * Use an unnecessary assignment to help gcc's register allocator.
2923          * This make a large difference for gcc-1.40 and a tiny difference
2924          * for gcc-2.6.0.  For gcc-1.40, al had to be ``asm("ax")'' for
2925          * best results.  gcc-2.6.0 can't handle this.
2926          */
2927         al = data;
2928         __asm __volatile("outb %0,%%dx" : : "a" (al), "d" (port));
2929 }
2930
2931 #endif /* DDB */
2932
2933
2934
2935 /*
2936  * initialize all the SMP locks
2937  */
2938
2939 /* critical region when masking or unmasking interupts */
2940 struct spinlock_deprecated imen_spinlock;
2941
2942 /* lock region used by kernel profiling */
2943 struct spinlock_deprecated mcount_spinlock;
2944
2945 /* locks com (tty) data/hardware accesses: a FASTINTR() */
2946 struct spinlock_deprecated com_spinlock;
2947
2948 /* lock regions around the clock hardware */
2949 struct spinlock_deprecated clock_spinlock;
2950
2951 static void
2952 init_locks(void)
2953 {
2954         /*
2955          * Get the initial mplock with a count of 1 for the BSP.
2956          * This uses a LOGICAL cpu ID, ie BSP == 0.
2957          */
2958         cpu_get_initial_mplock();
2959         /* DEPRECATED */
2960         spin_init_deprecated(&mcount_spinlock);
2961         spin_init_deprecated(&imen_spinlock);
2962         spin_init_deprecated(&com_spinlock);
2963         spin_init_deprecated(&clock_spinlock);
2964
2965         /* our token pool needs to work early */
2966         lwkt_token_pool_init();
2967 }
2968
2969 boolean_t
2970 cpu_mwait_hint_valid(uint32_t hint)
2971 {
2972         int cx_idx, sub;
2973
2974         cx_idx = MWAIT_EAX_TO_CX(hint);
2975         if (cx_idx >= CPU_MWAIT_CX_MAX)
2976                 return FALSE;
2977
2978         sub = MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint);
2979         if (sub >= cpu_mwait_cx_info[cx_idx].subcnt)
2980                 return FALSE;
2981
2982         return TRUE;
2983 }
2984
2985 void
2986 cpu_mwait_cx_no_bmsts(void)
2987 {
2988         atomic_clear_int(&cpu_mwait_c3_preamble, CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_STS);
2989 }
2990
2991 void
2992 cpu_mwait_cx_no_bmarb(void)
2993 {
2994         atomic_clear_int(&cpu_mwait_c3_preamble, CPU_MWAIT_C3_PREAMBLE_BM_ARB);
2995 }
2996
2997 static int
2998 cpu_mwait_cx_hint2name(int hint, char *name, int namelen, boolean_t allow_auto)
2999 {
3000         int old_cx_idx, sub = 0;
3001
3002         if (hint >= 0) {
3003                 old_cx_idx = MWAIT_EAX_TO_CX(hint);
3004                 sub = MWAIT_EAX_TO_CX_SUB(hint);
3005         } else if (hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTO) {
3006                 old_cx_idx = allow_auto ? CPU_MWAIT_C2 : CPU_MWAIT_CX_MAX;
3007         } else if (hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP) {
3008                 old_cx_idx = allow_auto ? CPU_MWAIT_C3 : CPU_MWAIT_CX_MAX;
3009         } else {
3010                 old_cx_idx = CPU_MWAIT_CX_MAX;
3011         }
3012
3013         if (!CPU_MWAIT_HAS_CX)
3014                 strlcpy(name, "NONE", namelen);
3015         else if (allow_auto && hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTO)
3016                 strlcpy(name, "AUTO", namelen);
3017         else if (allow_auto && hint == CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP)
3018                 strlcpy(name, "AUTODEEP", namelen);
3019         else if (old_cx_idx >= CPU_MWAIT_CX_MAX ||
3020             sub >= cpu_mwait_cx_info[old_cx_idx].subcnt)
3021                 strlcpy(name, "INVALID", namelen);
3022         else
3023                 ksnprintf(name, namelen, "C%d/%d", old_cx_idx, sub);
3024
3025         return old_cx_idx;
3026 }
3027
3028 static int
3029 cpu_mwait_cx_name2hint(char *name, int *hint0, boolean_t allow_auto)
3030 {
3031         int cx_idx, sub, hint;
3032         char *ptr, *start;
3033
3034         if (allow_auto && strcmp(name, "AUTO") == 0) {
3035                 hint = CPU_MWAIT_HINT_AUTO;
3036                 cx_idx = CPU_MWAIT_C2;
3037                 goto done;
3038         }
3039         if (allow_auto && strcmp(name, "AUTODEEP") == 0) {
3040                 hint = CPU_MWAIT_HINT_AUTODEEP;
3041                 cx_idx = CPU_MWAIT_C3;
3042                 goto done;
3043         }
3044
3045         if (strlen(name) < 4 || toupper(name[0]) != 'C')
3046                 return -1;
3047         start = &name[1];
3048         ptr = NULL;
3049
3050         cx_idx = strtol(start, &ptr, 10);
3051         if (ptr == start || *ptr != '/')
3052                 return -1;
3053         if (cx_idx < 0 || cx_idx >= CPU_MWAIT_CX_MAX)
3054                 return -1;
3055
3056         start = ptr + 1;
3057         ptr = NULL;
3058
3059         sub = strtol(start, &ptr, 10);
3060         if (*ptr != '\0')
3061                 return -1;
3062         if (sub < 0 || sub >= cpu_mwait_cx_info[cx_idx].subcnt)
3063                 return -1;
3064
3065         hint = MWAIT_EAX_HINT(cx_idx, sub);
3066 done:
3067         *hint0 = hint;
3068         return cx_idx;
3069 }
3070
3071 static int
3072 cpu_mwait_cx_transit(int old_cx_idx, int cx_idx)
3073 {
3074         if (cx_idx >= CPU_MWAIT_C3 && cpu_mwait_c3_preamble)
3075                 return EOPNOTSUPP;
3076         if (old_cx_idx < CPU_MWAIT_C3 && cx_idx >= CPU_MWAIT_C3) {
3077                 int error;
3078
3079                 error = cputimer_intr_powersave_addreq();
3080                 if (error)
3081                         return error;
3082         } else if (old_cx_idx >= CPU_MWAIT_C3 && cx_idx < CPU_MWAIT_C3) {
3083                 cputimer_intr_powersave_remreq();
3084         }
3085         return 0;
3086 }
3087
3088 static int
3089 cpu_mwait_cx_select_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS, int *hint0,
3090     boolean_t allow_auto)
3091 {
3092         int error, cx_idx, old_cx_idx, hint;
3093         char name[CPU_MWAIT_CX_NAMELEN];
3094
3095         hint = *hint0;
3096         old_cx_idx = cpu_mwait_cx_hint2name(hint, name, sizeof(name),
3097             allow_auto);
3098
3099         error = sysctl_handle_string(oidp, name, sizeof(name), req);
3100         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
3101                 return error;
3102
3103         if (!CPU_MWAIT_HAS_CX)
3104                 return EOPNOTSUPP;
3105
3106         cx_idx = cpu_mwait_cx_name2hint(name, &hint, allow_auto);
3107         if (cx_idx < 0)
3108                 return EINVAL;
3109
3110         error = cpu_mwait_cx_transit(old_cx_idx, cx_idx);
3111         if (error)
3112                 return error;
3113
3114         *hint0 = hint;
3115         return 0;
3116 }
3117
3118 static int
3119 cpu_mwait_cx_setname(struct cpu_idle_stat *stat, const char *cx_name)
3120 {
3121         int error, cx_idx, old_cx_idx, hint;
3122         char name[CPU_MWAIT_CX_NAMELEN];
3123
3124         KASSERT(CPU_MWAIT_HAS_CX, ("cpu does not support mwait CX extension"));
3125
3126         hint = stat->hint;
3127         old_cx_idx = cpu_mwait_cx_hint2name(hint, name, sizeof(name), TRUE);
3128
3129         strlcpy(name, cx_name, sizeof(name));
3130         cx_idx = cpu_mwait_cx_name2hint(name, &hint, TRUE);
3131         if (cx_idx < 0)
3132                 return EINVAL;
3133
3134         error = cpu_mwait_cx_transit(old_cx_idx, cx_idx);
3135         if (error)
3136                 return error;
3137
3138         stat->hint = hint;
3139         return 0;
3140 }
3141
3142 static int
3143 cpu_mwait_cx_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
3144 {
3145         int hint = cpu_mwait_halt_global;
3146         int error, cx_idx, cpu;
3147         char name[CPU_MWAIT_CX_NAMELEN], cx_name[CPU_MWAIT_CX_NAMELEN];
3148
3149         cpu_mwait_cx_hint2name(hint, name, sizeof(name), TRUE);
3150
3151         error = sysctl_handle_string(oidp, name, sizeof(name), req);
3152         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
3153                 return error;
3154
3155         if (!CPU_MWAIT_HAS_CX)
3156                 return EOPNOTSUPP;
3157
3158         /* Save name for later per-cpu CX configuration */
3159         strlcpy(cx_name, name, sizeof(cx_name));
3160
3161         cx_idx = cpu_mwait_cx_name2hint(name, &hint, TRUE);
3162         if (cx_idx < 0)
3163                 return EINVAL;
3164
3165         /* Change per-cpu CX configuration */
3166         for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu) {
3167                 error = cpu_mwait_cx_setname(&cpu_idle_stats[cpu], cx_name);
3168                 if (error)
3169                         return error;
3170         }
3171
3172         cpu_mwait_halt_global = hint;
3173         return 0;
3174 }
3175
3176 static int
3177 cpu_mwait_cx_pcpu_idle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
3178 {
3179         struct cpu_idle_stat *stat = arg1;
3180         int error;
3181
3182         error = cpu_mwait_cx_select_sysctl(oidp, arg1, arg2, req,
3183             &stat->hint, TRUE);
3184         return error;
3185 }
3186
3187 static int
3188 cpu_mwait_cx_spin_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
3189 {
3190         int error;
3191
3192         error = cpu_mwait_cx_select_sysctl(oidp, arg1, arg2, req,
3193             &cpu_mwait_spin, FALSE);
3194         return error;
3195 }
3196
3197 /*
3198  * This manual debugging code is called unconditionally from Xtimer
3199  * (the per-cpu timer interrupt) whether the current thread is in a
3200  * critical section or not) and can be useful in tracking down lockups.
3201  *
3202  * NOTE: MANUAL DEBUG CODE
3203  */
3204 #if 0
3205 static int saveticks[SMP_MAXCPU];
3206 static int savecounts[SMP_MAXCPU];
3207 #endif
3208
3209 void
3210 pcpu_timer_always(struct intrframe *frame)
3211 {
3212 #if 0
3213         globaldata_t gd = mycpu;
3214         int cpu = gd->gd_cpuid;
3215         char buf[64];
3216         short *gptr;
3217         int i;
3218
3219         if (cpu <= 20) {
3220                 gptr = (short *)0xFFFFFFFF800b8000 + 80 * cpu;
3221                 *gptr = ((*gptr + 1) & 0x00FF) | 0x0700;
3222                 ++gptr;
3223
3224                 ksnprintf(buf, sizeof(buf), " %p %16s %d %16s ",
3225                     (void *)frame->if_rip, gd->gd_curthread->td_comm, ticks,
3226                     gd->gd_infomsg);
3227                 for (i = 0; buf[i]; ++i) {
3228                         gptr[i] = 0x0700 | (unsigned char)buf[i];
3229                 }
3230         }
3231 #if 0
3232         if (saveticks[gd->gd_cpuid] != ticks) {
3233                 saveticks[gd->gd_cpuid] = ticks;
3234                 savecounts[gd->gd_cpuid] = 0;
3235         }
3236         ++savecounts[gd->gd_cpuid];
3237         if (savecounts[gd->gd_cpuid] > 2000 && panicstr == NULL) {
3238                 panic("cpud %d panicing on ticks failure",
3239                         gd->gd_cpuid);
3240         }
3241         for (i = 0; i < ncpus; ++i) {
3242                 int delta;
3243                 if (saveticks[i] && panicstr == NULL) {
3244                         delta = saveticks[i] - ticks;
3245                         if (delta < -10 || delta > 10) {
3246                                 panic("cpu %d panicing on cpu %d watchdog",
3247                                       gd->gd_cpuid, i);
3248                         }
3249                 }
3250         }
3251 #endif
3252 #endif
3253 }